Was uns Schneeflocken über unser Universum verraten
PROF BRIAN COX: Schneeflocken sind kompliziert, schön, geheimnisvoll und absolut faszinierend. Doch trotz aller Komplexität – und endlosen Vielfalt – lässt sich die Struktur einer Schneeflocke durch ein paar universelle Naturgesetze erklären. Gesetze, die alles erklären, von Schneeflocken bis hin zu Galaxien. Fangen wir am Anfang an. Was ist eine Schneeflocke? Oder, um den technischeren Namen zu verwenden, ein Schneekristall? Ein Schneekristall entsteht in den Wolken, wenn Wasserdampf auf kleine Staub- oder Pollenkörnchen trifft. Dadurch entsteht sein winziges sechseckiges Herz. Die Spitzen stehen ab und sind rau. Dadurch werden Wassermoleküle angezogen. Und dann noch mehr Wassermoleküle. Und mehr. Diese bilden die Zweige unserer Schneeflocke. Die Größe und Form dieser Zweige hängt von der genauen Temperatur und Luftfeuchtigkeit ab, der die Schneeflocke auf ihrer Reise durch die Wolken ausgesetzt ist, die von der Schwerkraft nach unten gezogen wird. Jeder nimmt einen etwas anderen Weg – das bedeutet, dass keine zwei Schneeflocken ganz gleich sind. Wenn eine Schneeflocke auf Ihrem Ärmel landet, hat sie ihre eigene, völlig einzigartige Reise hinter sich, um Sie zu erreichen. Bevor es in einem Moment dahinschmilzt. Bereits im Jahr 1611 landete an einem bitterkalten Januarmorgen in Prag eine Schneeflocke auf dem Ärmel des Mathematikers Johannes Kepler. Und es brachte ihn zum Nachdenken: „Warum haben Schneeflocken sechs Seiten?“ Keplers Durchbruch war seine Theorie, dass dieses sechseckige Muster die effizienteste Raumnutzung darstellt. Ob es sich um eine Wabe im Bienenstock handelt. Oder Stapel gestapelter Kanonenkugeln. Oder eine zarte, vergängliche Schneeflocke. Es dauerte 400 Jahre – 400 Jahre – bis seine Theorie bewiesen war. Was Kepler damals nicht wusste, ist, dass jedes Wassermolekül oder H2O aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom besteht. Da sich die Wassermoleküle beim Gefrieren zusammenballen, beträgt der Winkel zwischen den Wasserstoffatomen immer etwa 105 Grad. Und das gibt uns die sechs Seiten. Im Kern ist eine Schneeflocke immer ein Sechseck. Aber es kann alle möglichen seltsamen und wunderbaren Formen annehmen. Lang und dünn, wie ein Bleistift. Scharf wie eine Nadel. Zylindrisch wie eine Kugel. Oder, nur gelegentlich, dreieckig. Die Wahrheit ist jedoch, dass die meisten Schneeflocken irgendwie … na ja, klecksartig sind. Wenn Sie mit einem Schneeflockenfotografen sprechen – es gibt nur eine Handvoll auf der Welt –, wird er Ihnen sagen, dass man tagelang in der Kälte unterwegs sein muss, um dieses „Geldfoto“ zu machen. Und die Bedingungen müssen stimmen – zwischen minus 15 und minus 13 Grad. Aber seit Wilson Bentley, ein Bauer aus dem US-Bundesstaat Vermont, im Jahr 1885 in mühevoller Kleinarbeit die ersten Fotos atemberaubender Schneeflocken machte, sind wir süchtig danach. Wissenschaftler haben gezeigt, dass Symmetrie für das menschliche Gehirn unglaublich angenehm ist. Schneeflocken sind alle radialsymmetrisch, was bedeutet, dass Sie sie wie einen Kuchen in identische Scheiben schneiden können. Muscheln, Blumen, Seesterne und sogar Spiralgalaxien wie die Milchstraße teilen diese Art von Symmetrie. Und die Natur hat noch einen letzten Trick im Ärmel. Schneeflocken sind eigentlich nicht weiß. Sie sind klar, haben aber viele Kanten, wodurch das Licht gestreut wird und sie weiß erscheinen. Jede Schneeflocke ist ein Mikrokosmos der Gesetze der Physik. Die Schwerkraft lässt es fallen. Der Elektromagnetismus bestimmt seine Form. Und du hast Symmetrie. Das Gleiche gilt für die Sterne, Sonnensysteme und Planeten. Und bei uns. Wenn Sie eine Schneeflocke betrachten, können Sie ihre Geschichte lesen. Eine ganz eigene Geschichte. Die Erfahrungen, denen es begegnet, formen es zu dem, was es ist. Eigentlich genau wie wir.