به راستي چرا بلورهاي برف شش پر و متقارن و سفيد هستند؟
براي پاسخ به اين سوال بايد داستان زندگي يك دانه برف را دانست.

داستان زندگي دانه برف، از ابر آغاز مي‌شود، از زماني كه يك قطره بسيار ريز ابر يخ زده و به يك ذره كوچك يخي تبديل مي‌شود.

زماني كه بخار آب روي سطح ذره يخ شروع به سخت شدن مي‌كند، به سرعت در اين يخ كوچك چند وجه ايجاد و به يك شش وجهي تبديل مي‌شود.

ذره يخ تا مدتي اين شكل شش وجهي را حفظ مي‌كند اما به تدريج كه بلور بزرگتر و بزرگتر مي‌شود، از هر يك از وجوه اين شش وجهي شاخه‌اي بيرون مي‌آيد. از آنجا كه شرايط جوي (يعني دما و رطوبت) در همه نقاط اين بلور كوچك يكسان است، هر شش شاخه جديد، تقريبا به يك اندازه رشد مي‌كنند.

بلور برف در حاليكه بزرگتر مي‌شود، در داخل ابر با باد به اينسو و آنسو مي‌رود و به همين دليل است كه در طول زمان، با دماهاي مختلفي روبرو مي‌شود.

اما رشد كريستال تا حد بسيار زيادي به ميزان دما مربوط مي‌شود و از آنجا كه هر شش شاخه بلور در هر زمان در شرايط مساوي قرار دارند، همه آنها به يك شكل رشد مي‌كنند.

نتيجه نهايي اين روند، ايجاد ساختاري شش شاخه و متقارن است. بايد توجه داشت كه چون هر بلور برف مسيري خاص خود را در ابر مي‌پيمايد، هر يك شكل خاص خود را پيدا مي‌كنند.


** چه چيزي باعث همزماني رشد شش بازوي كريستال برف مي‌شود؟
هيچ چيز. همانطور كه قبلا اشاره شد هر يك از بازوهاي دانه برف مستقلا رشد مي‌كند اما از آنجا كه نقاط مختلف هر بلور اوليه برف درشرايط مساوي دمايي قرار دارد، اين رشد همزمان و برابر صورت مي‌گيرد.

شايد اين موضوع عجيب و باورنكردني به نظر برسد اما شايد اشاره به يك نكته، اين موضوع را باوركردني كند: در واقع بلورهاي برف چندان كامل متقارن نيستند. براي اطمينان به زير برف برويد و خودتان آزمايش كنيد.

به ندرت ممكن است كريستالي كاملا متقارن پيدا كنيد.


** دانه برف چرا شش بازو دارد؟
علت اين امر به خصوصيات هندسه شش ضلعي شبكه بلور يخ برمي‌گردد. اما اين شبكه ابعاد مولكولي دارد و پي بردن به اين موضوع كه اين تقارن در ابعاد نانو چگونه به ساختار يك كريستال برف كه به مراتب بزرگتراست، منتقل مي‌شود، كار ساده‌اي نيست.

اما بطوركلي بايد گفت ايجاد بازو در دانه برف از طريق "تشكيل وجوه" (‪ faceting‬يا ايجاد ساختاري مانند جواهرات تراش داده شده) صورت مي‌گيرد.

اين وجوه بدون نياز به نيروي خاصي تشكيل مي‌شوند كه علت آن، نحوه قرار گرفتن مولكول‌ها در داخل شبكه دانه برف است. در فرآيند تشكيل وجوه است كه دانه ابتدايي برف به يك شش وجهي تبديل مي‌شود كه ساختاري بزرگتر با يك تقارن شش بري است. در نهايت، بازوها از گوشه‌هاي شش ضلعي بيرون مي‌آيند و وجود شش گوشه اساس به وجود آمدن شش بازوست.

فرآيند "تشكيل وجوه" نشان مي‌دهد كه هندسه مولكول آب چگونه به هندسه يك كريستال درشت برف منتقل مي‌شود.

** چرا برف سفيد است؟
برف سفيد نيست. برف از كريستالهاي يخ درست شده و انبوه آنها سفيد به نظر مي‌رسد درست مانند خرده شيشه‌هايي كه انبوه آنها سفيد به نظر مي‌آيد.

نور بازهم مانند شيشه، از بخشي از سطوح يخ دانه برف منعكس مي‌شود و رنگ خاصي را بازتاب مي‌دهد. هنگامي كه مقدار زيادي برف انباشته شده باشد و از روي هر وجه هر دانه برف بخشي از نور منعكس شود، اين نور به نقاط اطراف بازتاب يافته و دوباره برمي‌گردد. از آنجا كه همه رنگها تقريبا به ميزان مساوي پراكنده هستند، انبوه برف سفيدرنگ به نظر مي‌رسد.

در واقع، هنگامي كه نور در حال تابش و بازتابش است، يخ بخشي از آن را جذب مي‌كند و رنگ قرمز، آسانتر از رنگ آبي جذب مي‌شود و در نتيجه، رنگ آبي بازتاب مي‌يابد. به همين دليل اگر به داخل يك توده برف خوب نگاه كنيد، گاه در آن رنگ آبي را مشاهده مي‌كنيد.

بررسي اطلاعاتي كه كاوشگر وويجر‪ ۲‬سازمان ناسا از اعماق فضا به زمين ارسال كرده است نشانگر اشتباه بودن ميليون‌ها متن علمي است كه در آنها منظومه شمسي كروي فرض شده است.

به گزارش خبرگزاري فرانسه از پاريس ، دانشمندان مي‌گويند منطقه نفوذ خورشيد كه هليوسفر ناميده مي‌شود گرد نيست و كاملا نامتقارن است .

هليوسفر فضايي تحت سيطره بادهاي خورشيدي يا ذراتي است كه از خورشيد پرتاب مي‌شود. اين بادها تا مدار پلوتو كه در فاصله شش ميليارد كيلومتري از خورشيد به دور اين ستاره مي‌چرخد، پيش مي‌رود.

كاوشگر وويجر ‪ ۲‬كه در سال ‪ ۱۹۷۷‬سفر تاريخي خود را به سيارات منظومه شمسي آغاز كرد، اكنون از اين مرز ناآرام كه به نام شوك پايان خوانده مي شود ، عبور كرده است . در اين منطقه هليوسفر پايان مي‌يابد و فضاي بين ستاره‌اي آغاز مي‌شود.

كاوشگر وويجر يك كه همزاد وويجر دو است ، چهار سال زودتر در نقطه ديگري در فاصله ‪ ۱/۵‬ميليارد كيلومتري خورشيد از اين مرز عبور كرد.

براساس مطالعاتي كه در مجله نيچر منتشر شده است اين تفاوت ثابت مي‌كند كه هليوسفر حتي به گرد كامل نيز نزديك نيست بلكه مثل تخم مرغ، دوكي شكل است.

بادهاي خورشيدي كه به سمت مرز منظومه شمسي مي‌وزند، با بقاياي اتمي كه از فضاي بين ستاره‌اي در جهت مقابل هجوم مي‌آورند، تصادم مي‌كند و در نتيجه اين تصادم دايمي قسمت پايين اين تخم مرغ مسطح شده است.

كاوشگر وويجر دو چندين بار در طول يك روز از شوك پايان عبور كرد كه اين امر نشان مي‌دهد مثل جزر و مد يك موج، در اين مرز جريان دايمي وجود دارد.

رندي جوكيپي اخترشناس دانشگاه آريزونا درباره دو كاوشگر وويجر كه از سال ‪ ۱۹۷۷‬تاكنون به فعاليت خود ادامه مي‌دهند مي‌گويد عبور از هليوسفر عصر جديدي از اكتشافات را به روي ما مي‌گشايد.

اطلاعات دريافتي از مناطق دوردست هليوسفر ديدگاه ما را در مورد نحوه تعاملات خورشيد با كهكشان متحول كرده است .

طي دهه‌هاي آينده اين دو كاوشگر كه با سرعت بيش از ‪ ۱۷‬كيلومتر درثانيه از زمين دور مي‌شوند تنها منبع مشاهدات ما از مناطق دوردست منظومه شمسي خواهند بود.

اين دو كاوشگر در اصل براي رصد و پرواز از كنار سياره‌هاي مشتري و زحل به فضا پرتاب شدند كه كشف آتشفشان‌هاي فعال بر روي قمر ايو مشتري و پيچيدگيهاي حلقه‌هاي زحل از جمله دستاوردهاي هيجان انگيز آنها بود.

در مرحله بعد ، اكتشاف فضاي ماوراي سيارات منظومه شمسي به عنوان ماموريت بعدي اين كاوشگرها در نظر گرفته شد.

آنها اولين اجرام ساخت بشر هستند كه به مناطق تاريك و سرد اعماق كهكشانها مي‌روند. در فقدان انرژي خورشيدي ، باتريهاي هسته‌اي مادام العمر نيروي حركت اين دو كاوشگر را تامين مي‌كند.

اين فضاپيماها آنقدر از زمين دورند كه چندين ساعت طول مي‌كشد تا پيام ارسالي از زمين با سرعت نور به آنها برسد. هر يك از اين كاوشگران روزانه ‪ ۱/۶‬ميليون كيلومتر در فضاي لايتناهي پيش مي‌روند.

اين دو كاوشگر يك كپسول زمان با خود به همراه دارند كه اصوات و تصاوير حيات بر روي زمين مربوط به اواسط دهه ‪ ۱۹۷۰‬در آنها ضبط شده و در صورت برخورد آنها با هوش فرازميني مي‌تواند معرف حيات در كره زمين باشد.