O que flocos de neve revelam sobre o Universo?

Como algo tão pequeno pode conter tantas informações sobre o cosmo? Parece difícil de acreditar, mas, sim, o floco de neve possui uma enorme quantidade de informações sobre o universo e seus mistérios. Ele se forma quando o vapor da água entra em contato com uma partícula de poeira ou pólen em uma nuvem com a temperatura muito baixa, e o vapor se cristaliza, passando de gasoso para sólido, formando o cristal de gelo. Conforme esse floco vai aderindo mais cristais, vai ficando maior e pesado e, por fim, cai em direção à terra.

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A beleza da simetria de um floco de neve

Apesar de formado por várias moléculas de água que se unem ao floco durante sua formação, os flocos de neve possuem uma simetria radial, assim como as estrelas do mar e determinados tipos de flores como a tulipa, por exemplo, mas podem tomar diversas formas.

A forma complexa e simétrica dos flocos de neve é o resultado de padrões de crescimento cristalino que ocorrem durante sua formação nas nuvens.

De acordo com o apresentador da BBC e Prof. Brian Cox no vídeo What snowflakes tell us about our Universe, o que acontece é que cada molécula de água (H2O) é formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio, e quando congelam, o ângulo entre os átomos de hidrogênio é sempre de 105°, e é isso que faz o floco ter um centro de seis lados.

À medida que as moléculas de água se condensam e se cristalizam em torno de pequenas partículas de poeira na atmosfera, elas se organizam em padrões simétricos devido às forças intermoleculares e aos ângulos específicos de ligação entre as moléculas de água.

Apesar de seu centro ter sempre uma forma hexagonal, nenhum floco de neve é igual ao outro, seu tamanho e formato dependem da temperatura e umidade em que se ele encontra, do caminho que ele faz durante seu percurso entre as nuvens e quando cai em direção ao solo, e a quantidade de moléculas de água que vão se acumulando naquele único floco de neve, tornando o caminho e o desenho de cada um deles único e, por isso, não há dois flocos de neve iguais.

Se os flocos de neve são transparentes, por que a neve é branca?

Os flocos de neve são transparentes porque sua estrutura interna é formada por pequenos cristais de gelo. Esses cristais de gelo têm um índice de refração muito semelhante ao do ar circundante. Quando a luz passa através desses cristais, acontece um fenômeno chamado de dispersão da luz, onde a luz que incide sobre o floco de neve é refratada e refletida em várias direções devido à sua estrutura cristalina, fazendo com que ele pareça branco ou transparente quando observado individualmente.

Além disso, é importante notar que, embora os cristais de gelo individuais sejam transparentes, quando os flocos de neve se acumulam e se compactam, podem reter pequenas bolhas de ar ou outras impurezas, o que pode afetar sua transparência e cor. No entanto, em sua forma mais pura e individual, os flocos de neve são transparentes devido à sua estrutura cristalina e à maneira como a luz interage com eles.

O que flocos de neve revelam sobre o Universo?

Os flocos de neve, embora sejam fenômenos terrestres, podem oferecer insights sobre processos físicos e padrões universais. Aqui estão algumas maneiras pelas quais os flocos de neve podem revelar aspectos do universo:

• Padrões Fractais: Muitos flocos de neve exibem padrões fractais em sua forma, o que significa que eles exibem uma estrutura que se repete em diferentes escalas. Esses padrões fractais são observados em muitos sistemas naturais e cósmicos, desde galáxias até sistemas de galáxias, mostrando como os mesmos princípios matemáticos e físicos se aplicam em diferentes contextos.
• Diversidade e Complexidade: Os flocos de neve apresentam uma incrível diversidade e complexidade em sua forma e estrutura, apesar de serem compostos principalmente de água congelada. Essa diversidade pode refletir a complexidade dos processos físicos e químicos que ocorrem em sistemas naturais, incluindo a formação de estrelas, planetas e outros corpos celestes.
• Simetria e Forma: A simetria e a forma dos flocos de neve são influenciadas por fatores como temperatura, umidade e padrões de crescimento cristalino. Esses mesmos fatores podem influenciar a forma e a estrutura de objetos cósmicos, como cristais de gelo em nuvens interestelares, asteroides e cometas.
• Processos de Formação Estelar: A formação de flocos de neve na Terra pode fornecer insights sobre os processos de formação estelar que ocorrem em nuvens interestelares no espaço. A compreensão dos processos físicos e químicos que levam à formação de flocos de neve pode ajudar os cientistas a entender melhor como estrelas e sistemas planetários se formam e evoluem ao longo do tempo.

Embora os flocos de neve sejam fenômenos terrestres, eles podem oferecer analogias úteis e insights sobre processos e padrões universais que ocorrem em escalas muito maiores no cosmos. Estudá-los pode ajudar os cientistas a entender melhor os princípios fundamentais que governam o universo.

Fonte: What snowflakes tell us about our Universe