За да разгледаме този въпрос от научна гледна точка, ние трябва да знаем като снежинка е роден и каква е вероятността (или малко вероятно), че две еднакви роди.
Снежинка, взети като се използва конвенционален оптичен микроскоп
Снежинка, по същество, е само водни молекули, които се свързват помежду си в определена конфигурация на твърдото вещество. Повечето от тези конфигурации имат някаква шестоъгълна симетрия; това се дължи на това как водни молекули към техните специфични ъгли валентните - дефинирани физика кислороден атом, два водородни атома, и електромагнитна сила - могат да бъдат свързани заедно. Най-простият микроскопско кристал сняг, че може да се види под микроскоп, размерът на една милионна част от метъра (1 микрон) и може да бъде много проста форма, като кристално шестоъгълна плоча. Ширината й е около 10 хиляди атоми, и като него много.
Според Книгата на рекордите на Гинес, Нанси Кавалер на Националния център за атмосферни изследвания, от самосебе си открил две еднакви снежинки, изучаване снежни кристали по време на снежна буря в Уисконсин, като микроскоп. Но когато представителите на удостоверяващ две снежинки да бъдат идентични, те може да означава само, че снежинките са идентични с точността на микроскопа; когато физика изисква две неща са идентични, те трябва да са идентични с рамките на субатомни частици. Това означава:
- имате нужда от същите частици,
- в същите конфигурации,
- с подобни връзки между самите
- в две напълно различни макроскопски системи.
Нека да видим как това може да се уреди.
Една молекула вода - е един кислороден атом и два водородни атома, свързани един с друг. Когато замразени водни молекули се свързват една с друга, всяка молекула се доближава до четири други свързани молекули: един за всяка от четиристенните върховете на всяка отделна молекула. Това води до факта, че водните молекули са оформени в решетъчна форма: шестоъгълна (или шестоъгълна) кристална решетка. Но големият "кубчета" леда в кварцови депозити са изключително редки. Когато се вгледате в най-малкия мащаб и конфигурация, ще откриете, че в горната и долната равнина на решетката, и опаковани много тясно свързани: Имате ли "плоски лица" от двете страни. в лявата част на молекулата са по-отворени, и повече водни молекули се свързват с тях по-свободно. По-специално, шестоъгълни ъглите са най-слабото свързване, така че сме свидетели на шест пъти симетрия на растежа на кристали.
Получаване и растеж на снежинки, ледени кристали специално конфигурация
Нови структури и след това да растат в същите симетрични модели, шестоъгълна увеличаване асиметрия достигне определен размер. В големи, сложни снежни кристали стотици лесно различими функции, когато се гледа под микроскоп. Стотици характеристики между приблизително 19 октомври молекули вода, която се състои от конвенционален люспи, съгласно Charles Knight, от Националния център за атмосферни изследвания. На всяка от тези функции, има милиони възможни места, където могат да се образуват нови клонове. Колко може да се образува, като нови функции снежинка и да не се превърне друг от многото?
Всяка година по света се пада на около 15 октомври (квадрилиона) кубически метра сняг по земята и всеки кубически метър съдържа от порядъка на няколко милиарда (10 9) на отделните снежинки. Както на Земята има около 4,5 милиарда години от историята на планетата е паднал 10 34 снежинки. И знаеш ли колко статистическа гледна точка на индивидуалните, уникални, симетрични разклоняващи характеристики на би могла да очаква една снежинка и двойно в някакъв момент от историята на Земята? Само пет. Като има предвид, в момента, големи, естествени снежинки те обикновено са стотици.
Дори и на нивото на един милиметър на снежинка, можете да видите някои несъвършенства, които са трудно да се повтори
И само на светски ниво, можете да видите на погрешни две еднакви снежинки. И ако сте готови да слязат на молекулярно ниво, ситуацията ще стане много по-зле. Обикновено кислородни 8 протони и неутрони 8, и водороден атом и 0 1 протонни неутрони. Но една от кислородните атоми 500 разполага с 10 неутрони, един от водородните атоми има 5000 неутронна 1, а не 0. Дори и да образува перфектен сняг шестоъгълни кристали, както и историята на планетата Земя 10 34 преброени сняг кристали ще бъдат достатъчни, за да слезе на размера няколко хиляди молекули (по-малки от дължината на вълната на видимата светлина), за да откриете уникална структура, която на планетата никога не е виждал преди.
Но ако се игнорират атомни и молекулни различия и да се откаже от "естествен", ще имате шанс. Изследовател Кенет Libbrecht снежинки от Калифорнийския технологичен институт е разработил техника за създаване на изкуствени "еднояйчни близнаци" снежинки и ги заснети с помощта на специален микроскоп, наречен SnowMaster 9000.
Отглеждане ги един до друг в лабораторията, той показа, че е възможно да се създадат две снежинки, които са неразличими.
Две почти идентични снежинки отглеждат в лабораторията в Caltech
Е, почти. Те ще бъдат разграничени човек, който гледа с очите си през микроскоп, но те няма да са идентични с истината. Както идентични близнаци, те ще имат много различия: те ще имат различни позиции в снопа молекула, различни свойства на разклоняване, и колкото повече, толкова повече тези различия. Ето защо тези снежинки са много малки и мощен микроскоп: те са по-близки до кога по-малко сложна.
Две почти идентични снежинки отглеждат в лабораторията в Caltech
Въпреки това, много снежинки приличат един на друг. Но ако търсите за една наистина еднакви снежинки на структурна, молекулно или атомно мащаб, природата има никога не ще представи. Такъв голям брой възможности не само за историята на Земята, но и за историята на вселената. Ако искате да знаете колко планети, което трябва да получи две еднакви снежинки за 13,8 милиарда години от историята на Вселената, отговорът е около 10 100000000000000000000000. Като се има предвид, че видимата вселена е само 10 до 80 атома, е изключително малко вероятно. Така че, да, снежинките са наистина уникални. И това е, меко казано.
Свързани статии