자연에서 육각형 구조가 흔한 이유

 자연에서 육각형 구조가 흔한 이유

 

자연에서 가장 흔한 형태는 무엇일까? 이것은 가장 놀랍고 매우 복잡한 육각형 중 하나이다. 그러한 구조는 결정과 살아있는 유기체, 그들이 만드는 것, 때로는 지구 전체 현상을 모두 가지고 있다. 육각형 형태는 매우 다양한 징후를 가지고 있다. 그들은 기하학적 형태의 단순함이

어떻게 지구상의 다양한 자연 형성의 기초가 될 수 있는지에 대한 좋은 예이다.

 

이러한 흥미로운 인물에 대해 알아야 할 가장 중요한 것은 자연에서 가장 내구성 있고 효과적이며 매우 잘 적응 된 자연 형태라는 것이다. 

자연은 종종 가능한 한 최적이고 안정적인 것을 창조하려고 노력한다. 왜일까?

육각형 형태의 많은 표현이 있다 : 눈송이, 벌집, 거북이 등껍질, 결정, 현무암 기둥, 다양한 생물 및 무생물 형태.

그리고 자연은 모든 것을 매우 무질서하게 창조하는 것처럼 보이지만 종종 육각형 형태를 사용하기도 하다.

이 질문에 대한 답은 물리학과 기하학에서 찾을 수 있다.

1.육각형 모양은 공간을 가장 효율적으로 사용한다.

 

주된 이유는 이러한 양식을 사용할 때 가장 경제적인 공간 채우기 때문 때문에 매우 일반적이다. 육각형은 결과적으로 빈 가장자리를 갖는

원이나 삼각형과 달리 주변에 빈 공간 없이 서로 붙어 있다. 덕분에 최대 밀도가 생성된다. 물론 가장 분명한 예는 벌집이다. 덕분에 꿀벌은

많은 양의 꿀을 저장할 수 있으며 동시에 벽의 왁스의 양을 줄일 수 있다.

이러한 효율성이 없으면 꿀벌의 모든 노력이 헛수고가 될 것이므로 꿀이 있는 벌통에서는 육각형이 중요한 역할을 한다. 그들은 몸에 위치한 자신의 땀샘의 도움으로 왁스를 만든 다음 약간의 꿀과 미리 씹은 꽃가루와 섞는다. 벌집은 두 가지 주요 기능을 가지고 있다 : 꿀을 저장하고 자식을 부화시킨다.

 

그러한 형태를 선택하는 문제는 고대 철학자들의 관심사였다. 그리스의 사상가인 Alexandria의 Paappus는 1600년 전에 그것들을 연구하기 시작했다. 그리고 그는 꿀벌이 특별한 기하학적 사고를 가지고 있다는 결론에 도달했다. 그리고 찰스 다윈 자신도 이미 벌집에 대한 실험을 수행하여 벌집의 형성이 본능 수준에서 발생하는지 아니면 학습의 실제 결과인지 이해하려고 노력했다.

2.형태의 강도

 

육각형 도형은 모양의 특별한 강도와 안정성을 가지고 있다. 흑연의 분자 구조를 예로 들면 탄소 원자에도 육각형이 있어 재료에 가벼움 및 가소성과 같은 특별한 기계적 특성을 부여한다. 이러한 구조는 전체 에너지 잠재력을 감소시키고 최대한으로 안정된다.

단일 형식을 사용해야 할 때 특별한 표준이 있으며, 이는 사각형, 정삼각형 및 육각형의 세 가지 적합한 옵션뿐이다. 동시에, 가장 적은 수의

분할 칸막이가 필요한 것은 육각형이며, 이는 꿀벌이 왁스를 절약하는 데 가장 적합하다. 다윈은 꿀벌이 극히 최적이라고 지적하면서, 꿀벌이 어느 정도의 기하학적 사고를 가지고 있다고 결론지었다.

 

그러나 육각형 모양을 자신을 위해 사용하는 유일한 사람들은 아니다. 거북이 등껍질도 마찬가지이며, 자라면서 육각형이 서로 단단히 맞고 강력한 갑옷이 된다. 그러나 그들은 강하게 구부러진 모양에는 적합하지 않으며 껍질의 일부 장소에서는 불규칙한 오각형을 찾을 수도 있다.

3.자연 구조는 원칙에 따라 형성된다

 

어떻게 그런 모양이 생겨날까? 다양한 물리적, 화학적 공정에서. 얼음 결정과 소금은 결정 격자에 분자가 질서 정연하게 배열되는 과정으로 인해 이러한 모양을 형성한다. 각 눈송이는 독특하기 때문에 논쟁의 여지가 없지만 모두 여전히 여섯 개의 얼굴을 가지고 있으며 이는 

형성 과정과도 관련이 있다. 겉모습은 내부 조직의 영향의 결과다. 소위 육각형 구조는 하나의 산소 원자와 두 개의 수소로 구성된 물 분자의 통일에 가장 큰 영향을 미친다. 육각형과(Hexagonal family)의 멸종된 산호도 외관이 육각형 모양이었고 규조토 조류도 육각형 구조를 가지고 있다.

 

그리고 버블 폼도 이 범주에 속하며 종종 육각형 구조도 형성한다. 전체 표면 장력을 최소화할 수 있는 구조를 갖는 것이 중요하다. 

이것은 바람에 저항하기 위해 비누 거품으로 구성된 벽의 가장 작은 면적이 있어야 함을 의미한다.그리고 여기서 육각형은 매우 효과적이지만 거품의 경우 이러한 형태는 항상 불규칙하다. 또 다른 어려움은 3차원 배열이다.

이전에 연구자들은 거품이 그 구조에서 다양한 형태를 가질 수 있으며 최대 14면체 다면체와 심지어 혼돈 형태에 이를 수 있다고 가정했다. 그러나 이 형태는 일부 형태의 살아있는 세포 때문이라는 것이 밝혀졌기 때문에 모든 것이 더 복잡하다는 것이 밝혀졌다.

 

그리고 가장 좋은 예는 30,000개의 요소로 구성된 잠자리의 눈이다. 육각형이 교차하는 각 지점에서는 세 개의 요소만 발견된다. 잠자리는

매우 복잡하게 구조화된 두 개의 눈과 세 개의 눈을 가지고 있지만 이미 더 단순하며 그 안에는 수천 개의 육각형이 있다.

4.진화의 양상

 

진화는 또한 여섯 각도의 그러한 구조를 형성하는 데 중요한 역할을했다. 살아있는 유기체는 건축 자재를 더 강하게 만들고 자원을 절약하기 위해 자연에서 그것들을 만들었다. 그러나 일부 화산 폭발은 세상에 이러한 특이한 형태를 부여했다. 특히 현무암 암석의 형성으로 이어지는 것들. 그들은 수세기 동안 과학자들을 계속 어리둥절하게 만들었고, 그 다음에는 실제로 그들을 볼 기회를 가졌던 사람들이다.

오늘날 인류는 이러한 형성이 어떻게 발생했는지에 대해 이미 충분히 이해하고 있다. 화산이 뜨거운 용암을 분출하면 냉각되기 시작하여 

즉시 표면에 나타난다. 냉각되는 동안 압축 과정이 발생하고 자연스럽게 압력과 균열이 모두 축적된다. 그리고 최대 응력이 발생하는 각도는 120도이다. 정육각형의 내부 각도이다.

 

이것은 심지어 지구 전체와 관련이 있다.그리고 토성에 위치한 거대한 육각형은 전체 태양계에서 가장 뛰어난 육각형 중 하나를 가지고 있다. 이것들은 구름 또는 그들의 패턴으로, 크기가 14,000 킬로미터 이상이며 지구의 지름을 초과한다. 구름은 320km / h의 속도로 움직이는 가스로 구성된다. 그리고 과학자들이 가정하듯이 그들의 두께는 최대 300km에 달할 수 있다. 이러한 현상의 형성 원인에 대해서는 아직 합의가 이루어지지 않았다. 어쩌면 이것은 안정성을 얻기 위해 원자를 조직하는 최적의 과정이거나 질량이나 에너지를 보존하는 방법일 것이다.

이것은 또한 자연이 본질적으로 단단한 구조를 선호하기 때문에 일부 기하학적 패턴과 관련이 있을 수 있지만 모든 종류의 패턴을 좋아하기도 한다.