Uma imagem, uma reflexão (7)

"Eu vi a perfeição da Natureza, e também vi sua imperfeição. Me perdoem, pois não sei qual é a mais bonita..."

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Texto de Marcelo Gleiser em "Criação Imperfeita" (Ed. Record) - Trechos das páginas 206, 209 e 210. Os comentários entre chaves são meus:

A água e o gelo tem propriedades espaciais bem diferentes. Enquanto a água é homogênea, isto é, em média aparenta ser a mesma em todos os pontos do volume que ocupa, o gelo não tem essa simetria: ao congelarem, as moléculas de água adquirem um arranjo espacial bem específico, formando uma rede cristalina hexagonal, parecida com uma colméia de abelhas. Átomos de oxigênio ocupam cada um dos seis vértices dos hexágonos, enquanto os dois átomos de hidrogênio alinham-se ao longo das conexões entre os vértices. Essa simetria em seis lados das redes cristalinas de gelo determina a belíssima simetria hexagonal dos flocos de neve, que são manifestações macroscópicas de uma simetria microscópica. Mesmo que os cristais tenham uma alto grau de simetria, a água líquida é ainda mais simétrica, pois é a mesma em todas as direções [considerando apenas a simetria, uma poça d'água é "mais perfeita" do que um cristal de gelo como o acima].

[...] Inicialmente, a temperaturas acima de zero grau, a água é homogênea e não vemos qualquer sinal de cristais de gelo se formando. Quando a temperatura cai, começamos a perceber pequenas regiões onde a água começa a congelar. Os minúsculos cristais de gelo são as sementes, ou "pontos de necleação", da transição de fase [estado líquido para estado sólido]. Na prática, essas sementes surgem devido à presença de impurezas. É isso que ocorre quando chove ou neva. O vapor d'água do ar resfriado vira uma gotícula líquida (se condensa) em torno de um grão de poeira. Se a condensação ocorre próxima ao solo, vamos gotas de orvalho próximas ao solo ou no chão. Se ocorre na atmosfera, a condensação forma nuvens. Quando a temperatura cai o suficiente, uma gotícula pode congelar, induzindo as gotículas vizinhas a fazer o mesmo. Como gelo é mais frio do que água, esse processo libera calor, ocorrendo fora de equilíbrio térmico. O equilíbrio só é restaurado quando todo o sistema é convertido para uma única fase. Como observamos nos nossos congeladores, uma vez que a água congela, nada de muito interessante ocorre; equilíbrio é a ausência de mudança [sem as imperfeições e desequilíbrios dos primeiros minutos do universo, nós não estaríamos aqui para admirar sua beleza - na perfeição e na imperfeição].

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Crédito: Foto de cristal de gelo tirada através de microscópio especial, por Kenneth G. Libbrecht.