ראשי > טיולים וטבע > מן הטבע

10 דוגמאות לסימטריה מושלמת בטבע

243

גודל גופן:

א א

במשך מאות שנים הסימטריה היוותה מקור עניין לפילוסופים, אסטרונומים, מתמטיקאים ופיסיקאים רבים. היוונים הקדמונים פיתחו אובססיה לסימטריה וניסו לבחון מהיכן היא נובעת וגם כיום, היופי המושלם עדיין מוגדר בערכים של חיבור סימטרי בין חלקי הגוף השונים. אם תפקחו את העיניים ותתבוננו סביב, תבחינו בכך שהצומח, החי ואפילו הדומם שמקיף אותנו, מלאים בדוגמאות לסימטריה מושלמת. ריכזנו עבורכם את הדוגמאות היפות והמרשימות ביותר.

1. ברוקולי מסוג רומנסקו (כרובית אלמוג):

ייתכן שחלפתם על פניו של הברוקולי רומנסקו אינספור פעמים בסופר ומעולם לא הבחנתם במראהו יוצא הדופן. לא רק שהוא בריא מאוד, מסתבר שהוא גם דוגמא טובה לסימטריה מושלמת בטבע. בגיאומטריה, צורתו של הברוקולי נקראת פרקטל, כאשר כל פרח של הברוקולי מציג את אותה ספירלה לוגריתמית (עקומה שכל נקודה שלה יוצרת עם המשיק את אותה הזווית בדיוק) דמויית חרוט, הזהה לזו של הירק כולו.

2. חלת הדבש:

דבורי הדבש אינן רק מפיקות דבש חרוצות, מסתבר שיש להן כישרון גם לגאומטריה, אחרת איך ניתן להסביר את צורת המשושה הסימטרית והמדהימה שהן יוצרות בחלות הדבש שלהן? דפוס המשושה המכסה את כל חלקיה של חלת הדבש, נתפס בקרב המתמטיקאים כצורה מושלמת, אך מסתבר שהשימוש של הדבורים דווקא בצורה זו, הוא לא רק לשם היופי, אלא גם בעל אופי פרקטי: לצורך אחסון כמות הדבש הגדולה ביותר, תוך שימוש במינימום שעווה.

3. חמנייה:

פרחי החמנייה מתאפיינים בסימטריה מיוחדת הקרויה בשם " סדרת פיבונאצ'י", שבה כל איבר שווה לסכום שני האיברים שקדמו לו. אם תספרו את הספירלות המשיקות שעוברות בין זרעי החמנייה, בכל חמנייה שתמצאו, תגלו שמספרן מסתכם באחד ממספרי סדרת פיבואנצ'י. מסיבה זו, מעולם לא תמצאו למשל חמנייה שמספר הספירלות שלה הוא 4. בדומה לחלת הדבש, גם לזה יש הסבר רציונאלי: מסתבר שכאשר מספר הזרעים הוא אי זוגי, יכולים להיכנס בחמנייה יותר זרעים.

4. חילזון נאוטילוס:

מלבד צמחים, גם בקרב בעלי החיים ניתן לראות ביטוי למספרי פיבונאצ'י. אחת הדוגמאות הבולטות לכך ניתן למצוא בקונכיה של חילזון מסוג נאוטילוס, שגדלה בצורת ספירלה פיבואנצ'ית. צורתה של ספירלה זו השומרת על אותה הצורה לאורך הקונכיה כולה, אמנם נראית יפה, אך מסתבר שמדובר גם בתכנון אבולוציוני פרקטי, המאפשר לרכיכה לגדול מבלי לשנות את צורתה.

5. נוצות הטווס:

הסימטריה המאפיינת את מרבית בעלי החיים היא בילטרלית, כלומר - אם נעביר קו ישר לאורך גופם, שני הצדדים יהיו סימטריים. סימטריה זו משמשת אותם במשיכת בני המין השני. בעל החיים שלקח את עניין הסימטריות כדי למשוך בני זוג, צעד אחד קדימה הוא הטווס - והוא משתמש בזה בכל דרך אפשרית. כשטווס פורס את נוצותיו כניסיון לקריאה להזדווגות, נוכל לראות את הסימטריות המדהימה שעל נוצותיו, שכוללת מגוון דפוסים חוזרים ונשנים המעוטרים בצבעים חזקים, זוהרים וחיים.

6. קורי עכביש:

קיימים כ- 5000 סוגים שונים של קורי עכביש בטבע, וכל אחד מהם בנוי ממעגלים כמעט מושלמים, היוצרים ספירלה היוצאת מהמרכז, ומהווה מלכודת מצויינת ללכידת הטרף. המדענים אינם לגמרי בטוחים למה העכבישים יוצרים את קוריהם במבנה סימטרי, מכיוון שלא הוכח כי הם יעילים יותר ללכידת טרף מאשר קורים שאינם סימטריים. אך ישנם מחקרים שטוענים כי הסיבה לכך היא בכל זאת רציונאלית, שכן הסימטרייה מחזקת את מלכודת הקורים והופכת אותה לעמידה יותר.

7. נדידת ציפורים:

מדי סתיו נודדות הציפורים לארצות החמות, אך למה הן עושות זאת כאשר הן מסודרות בצורת ראש חץ סימטרית ומושלמת? הסיבה לכך נעוצה בעובדה כי המבנה בו הן עפות מפחית מהאנרגיה שצריכה להשקיע כל ציפור בנפרד בשל זרימה חלקה יותר של אוויר ופחות חיכוך.

8. פתיתי שלג:

אפילו משהו זעיר כמו פתית שלג נשלט על ידי חוקים של סדר, כשכל אחת מזרועותיו ניחנת בדפוסים סימטריים משוכללים וזהים. לפי ההשערות, הסיבה לכך נעוצה בכימיה: האופן שבו מסתדרות מולקולות המים כשהן הופכות למוצק. מולקולות המים הופכות למצב מוצק על ידי יצירת קשרי מימן חלשים בשני צדיהן. קשרים אלו מסתדרים באופן המגביר את כוח המשיכה ביניהם ומצמצם את כוחות הדחייה, וכך נוצרת למעשה צורת המשושה.

9. גלקסיית שביל החלב:

החוקים הסימטריים אינם מוגבלים לפלנטה שלנו בלבד, אלא מתקיימים אפילו בגלקסיית שביל החלב. לאחר שלאחרונה התגלה מקטע חדש בשולי שביל החלב, אסטרונומים מאמינים כיום כי הגלקסיה היא תמונת ראי כמעט מדוייקת של עצמה. בנוסף לכך שלגלקסיה יש סימטריה של תמונת ראי, היא כוללת גם מבנה הדומה לזה של פרחי החמניות, בו כל אחת משתי הזרועות שלה בנוייה מספירלה לוגריתמית שמתחילה במרכז הגלקסיה ומתרחבת כלפי חוץ.

10. סימטריה בין הירח לשמש:

קוטרה של השמש הוא 1.4 מיליון קילומטרים בקירוב וקוטרו של הירח 3,474 קילומטרים בלבד. אך למרות שזה נראה כמעט בלתי אפשרי שהירח יחסום את אור השמש בליקוי חמה, זה אכן קורה בטבע. זאת מכיוון שלמרות ששטחה של השמש גדול פי 400 מהירח, היא גם ממוקמת פי 400 יותר רחוק מאיתנו. הסימטריה ביחס זה הופכת את גודלם של השמש והירח לזהה בעינינו ומאפשרת לתהליך ליקוי החמה להתממש.

סימטריה מושלמת בטבע