Naturlig symmetri

Fra store hvirvlende galakser til følsomme insekter og små snefnug - symmetrien er omfattende både her på Jorden og i universet.

ØSPIRAL 1. SPIRALGALAKSER

Lad os begynde stort. Malstrømsgalaksen, også kendt som Messier 51, er en spiralgalakse, der er synlig med kikkert og kan observeres i den nordlige konstellation Canes Venatici, Jagthundene. Dens arme er gode eksempler på en logaritmisk spiral, en form for symmetri, der også findes i muslingeskaller, orkaner, nerverne i hornhinden i øjet og i nogle fraktaler. Spiralen blev først beskrevet af den franske filosof og matematiker René Descartes, og den er selvsimilær, hvilket betyder, at selvom størrelsen øges ved hver drejning, forbliver formen den samme. Dette fik den schweiziske matematiker Jacob Bernoulli til at benævne den “spire mirabilis” eller mirakelspiralen.

I en klassisk Arkimedes- spiral forbliver afstanden mellem omdrejningerne konstante. En logaritmisk spiral adskiller sig ved at denne afstand øges ved hver omdrejning i overensstemmelse med geometrisk progression. I spiralgalakser er det samspillet mellem stjernernes tyngdekraft som skaber denne smukke, matematiske struktur.

BIRADIAL 2. GOPLER

Visse arter af ribbegopler (ctenophora) udviser en bemærkelsesværdig kombination af radial og bilateral symmetri kaldet biradial symmetri. Det betyder, at goplen, som kan være op til 1,5 meter lang, har to par identiske sider, som drejer rundt om den centrale akse, men de vender modsat hinanden i stedet for side om side. Den ydre overflade af goplen har otte “kamme”. De er fordelt med jævne mellemrum, hvilket øger symmetrien, og går langs kroppen fra munden til den anden ende og bruges til at drive goplen frem. gennem vandet. Tænderne på disse kamme slår rytmisk , sender plankton gennem munden og giver overraskende hurtige drejninger, hvis den skal flygte fra fisk og skildpadder, der vil spise den.

Mange uglers ører er asymmetriske.

Det ene sidder højere end det andet, hvilket gør det muligt at bestemme byttets retning ved

PENTAMERISME 3. ÆBLE

Det almindelige æble, elsket af Steve Jobs og Isaac Newton, viser simpel symmetri, hvis du halverer det lodret med kerner og kernehus reflekterendede som i et spejl.

Skær æblet igennem vandret og se noget mere interessant. Kernens kamre er arrangeret i en femkantet stjerne, noget der hedder pentamerisme - hvor sektionerne er omtrent lige og placeres i en 72-graders vinkel i forhold til hinanden.

Pentamerisme findes andre steder i naturen, for eksempel i blomster med fem kronblade. Nogle søborrer har fem lige store segmenter, der er arrangeret omkring munden. Blandt små alger, kendt som radiolaria, (måler kun 0,1- 0,2 millimeter i diameter) ser vi mange femsegmenterede former.

Som om fem ikke er nok, findes der også seks og otte symmetri- segmenter, især blandt koraller. Men en blæksprutte har trods sine otte arme kun bilateral symmetri.

BILATERAL 4. SOMMERFUGL

Bilateral symmetri er den bedst kendte type. Kort sagt: organismen har en symmetriplan, og det ser ud som om et spejl var blevet placeret midt i det hele. Sommerfuglen er et godt eksempel: dens antenner, ben, vinger og mønstre er spejlbilleder, og skillelinjen går midt på sommerfuglens krop.

Der er tegn på, at hunner hos visse dyrearter foretrækker at parre sig med hanner, der er symmetriske. Hos fugle, hvis hanner udvikler lange halefjer, er det mindre sandsynligt, at en han med en mistet halefjer får at lov til at parre sig med en hun, end at en fugl med alle halefjerene i behold får lov. Bilateral symmetri findes også hos planter. Den mest almindelige er et blad med to spejlvendte halvdele.

RADIAL 5. SNEFNUG

Fra en galakse mange lysår væk og helt ned til små iskrystaller. Snefnug har seks gange radial symmetri. De dannes på denne måde, fordi isens krystalstrukturer også er seks- sidede.

Vandmolekylerne i et iskrystal bruger altid den form, der kræver mindst energi - når det gælder vand er dette heksagon eller en sekskant. Et snefnugs symmetri er sjældent perfekt. Armene vokser uafhængigt og udsættes for det omgivende miljøs påvirkninger. Det anslås, at kun 0,1 procent af alle fnug er helt symmetriske, selv om mange er tæt på at være det. De fleste snefnug er også unikke. Der er så mange former, de kan antage, så selvom det er muligt at finde to helt ens former, er chancerne meget små.

Universet er asymmetrisk.

Teoretiskt set skulle Big Bang have produceret lige store mængder materie og antimaterie