Ciudad Guatemala
Los copos de nieve son intrincados, hermosos, misteriosos...
Cada copo es único y complejo, y aunque diminutos, contienen en ellos las leyes y fuerzas universales que explican cómo funciona nuestro universo, desde lo más diminuto hasta las galaxias del cosmos.
Pero empecemos por explicar en qué consiste exactamente un copo de nieve, o para ser más precisos, un cristal de nieve.
Viaje por las nubes
Un cristal de nieve se forma en las nubes cuando el vapor de agua se encuentra con pequeñas motas de polvo o polen.
Esto hace que se forme su pequeño centro hexagonal. Sus extremos sobresalen y son ásperos y esto atrae moléculas de agua, que a su vez atraen más moléculas de agua. Estas forman las ramas del copo de nieve.
La forma y el tamaño de estas ramas dependen de la temperatura y humedad exactas con las que el cristal de nieve se encuentra durante su recorrido por las nubes, afectado por la fuerza de gravedad.
“Cada copo toma un camino levemente diferente y por eso no existen dos copos de nieve que sean iguales“, explica el profesor de física y presentador de la BBC Brian Cox, en el video La ciencia de los copos de nieve.
Cuando un copo de nieve llega hasta ti, ha hecho su propio y único viaje hasta alcanzarte, antes de derretirse a los pocos instantes.
La refelxión de Kepler
En 1611, en una helada mañana de enero en Praga, un copo de nieve aterrizó en la manga del abrigo del matemático Johannes Kepler.
Este evento vanal para la gran mayoría de los mortales lo llevó a reflexionar: “¿Por qué los copos de nieve tienen seis lados?”, se preguntó.
El matemático concluyó que este patrón hexagonal era la forma más eficiente de usar el espacio: ya sea en un panal dentro de una colmena o una pila de balas de cañón, o un delicado y efírmero copo de nieve.
Tuvieron que pasar 400 años para que se demostrara su teoría.
Lo que él no sabía en ese entonces es que cada molécula de agua (H2O) está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.
Y a medida que las moléculas de agua se van agrupando cuando se congelan, el ángulo que se forma entre los átomos de hidrógeno es siempre de aproximadamente 105°, y eso es lo que nos da los seis lados.
El centro del copo de nieve siempre es hexagonal, pero puede crecer en todo tipo de formas raras y extraordinarias.
Simetría, gravedad y electromagnetismo
Los copos de nieve son todos radialmente simétricos. Esto significa que los puedes dividir en porciones idénticas, como por ejemplo cuando cortas un pastel.
“Las conchas, las flores y las estrellas marinas e incluso las galaxias espirales –como la Vía Láctea- comparten este tipo de simetría”, comenta Cox.
Cada copo de nieve es un microcosmos de las leyes de la física.
Por empezar no son en realidad blancos sino transparentes, pero como tienen muchos bordes y estos dispersan la luz, esto hace que se vean blancos.
También caen hacia el suelo. Y aunque en su descenso queden atrapados en corrientes de aire turbulentas, que provocan una secuencia más complicada de flotación y giros, los copos de nieve caen siguiendo las leyes universales de la gravedad.
El electromagnetismo determina su forma: a medida que se congelan las moléculas de agua y forman cristales de hielo, adquieren una carga eléctrica que crea un campo magnético alrededor de cada cristal.
Y es la interacción entre los campos magnéticos de los cristales adayacentes lo que influye en el crecimiento y agregación de los copos.
Y está la simetría que mencionamos antes.
En definitiva, es igual a lo que sucede con las estrellas, los sistemas solares los planetas y nosostros mismos: cuando miras en detalle un copo de nieve, puedes leer su historia única, pero también como un microcosmos que contiene las leyes universales de la física.
*Este artículo está basado en el video What snowflakes tell us about our Universe, producido por la BBC en alianza con The Royal Society, realizado por Studio Panda y Sam Pierpoint.
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