Kita semua tahu apa itu simetri sejak masa sekolah kita. Guru geometri sekolah dasar menjelaskan konsep ini kepada kita secara rinci dengan menggunakan contoh lingkaran, persegi, atau segitiga dan oval yang kurang simetris. Namun, di luar definisi kering, simetri juga menempati tempat penting di alam. Keberadaan signifikansi bilateralnya pada organisme hidup telah diketahui sejak lama. Sekarang kita akan melihat bagaimana keberadaan simetri membantu kita.

Apa itu simetri? Kata itu sendiri berasal dari bahasa Yunani, yang berarti proporsionalitas. Kamus mengartikan arti ini secara berbeda, tetapi esensinya sama. Simetri - susunan satu atau lebih benda proporsional atau serasi satu sama lain. Biasanya, untuk menentukan apakah bagian-bagian dari suatu keseluruhan simetris, bidang cermin imajiner dibuat di antara keduanya. Bisa jadi satu-satunya, sekaligus bertambah jumlahnya. Bagian-bagian benda harus berada pada bidang masing-masing. Jika keduanya sangat cocok dengan pernyataan ini, maka Anda dapat dengan jelas melihat apa itu simetri.

Doktrin kristal paling akurat mendefinisikan unsur yang dimaksud, karena semuanya simetris sempurna. Selain itu, simetri ditemukan dalam struktur tanaman; bidang cermin dibagi menjadi beberapa bagian yang identik; cabang, bunga, organ dan bagiannya. Hewan dan manusia juga tidak kehilangan hal itu, tetapi pada tingkat yang lebih rendah, dan disebut bilateral, yaitu dua sisi. Misalnya, jika Anda menggambar bidang cermin vertikal (hanya satu-satunya di sini), maka kedua bagian tersebut akan simetris. Oleh karena itu, ini telah tersebar luas dalam praktiknya, dan tidak hanya dalam geometri.

Penemuan ahli paleontologi memaksa para ilmuwan untuk mempertimbangkan kembali pendapat mereka sebelumnya. Faktanya adalah kemunculan simetri bilateral diamati 40 juta tahun lebih awal dari yang diperkirakan. Hal ini menunjukkan bahwa alam menciptakan makhluk multiseluler yang lebih beradaptasi jauh sebelum kecenderungan pertama manusia muncul. Tidak dapat dikatakan bahwa yang terakhir memperoleh semua elemen positif yang dapat diberikan oleh simetri bilateral, tetapi tanpa elemen tersebut ia tidak akan mampu bertahan.

Misalnya saja dua mata. Berkat mereka, manusia dan hewan dapat melihat dunia di sekitar mereka karena mereka dapat menentukan seberapa dekat atau jauh letak suatu objek tertentu dari mereka. Perlu dicatat betapa bermanfaatnya bagi predator, karena tanpanya mereka tidak akan dapat menangkap mangsa, yang berarti kelangsungan hidup mereka akan tetap dipertanyakan. Mereka tidak berdiri di samping dan mata mereka terletak di kedua sisi kepala, yang memungkinkan mereka untuk memeriksa sepenuhnya area di sekitar mereka. Hal ini secara signifikan mengurangi peluang mereka menjadi mangsa predator. Dua telinga memungkinkan Anda tidak hanya mendengar suara, tetapi juga menentukan sumbernya. Dua kaki membantu Anda bergerak dengan tenang tanpa kehilangan keseimbangan.

Jadi, ketika berbicara tentang apa itu simetri, seseorang tidak dapat mengabaikan kualitas manfaatnya. Lagi pula, jika alam tidak menghadiahi kita dengan mereka, keberadaan kita sudah lama lenyap.

Simetri di alam adalah sifat objektif, salah satu sifat utama dalam ilmu pengetahuan alam modern. Ini adalah karakteristik universal dan umum dari dunia material kita.

Simetri di alam adalah suatu konsep yang mencerminkan keteraturan yang ada di dunia, proporsionalitas dan proporsionalitas antara unsur-unsur berbagai sistem atau objek alam, keseimbangan sistem, keteraturan, stabilitas, yaitu suatu hal tertentu.

Simetri dan asimetri adalah konsep yang berlawanan. Yang terakhir ini mencerminkan gangguan sistem, kurangnya keseimbangan.

Bentuk simetri

Ilmu pengetahuan alam modern mendefinisikan sejumlah kesimetrian yang mencerminkan sifat-sifat hierarki tingkat individu organisasi dunia material. Berbagai jenis atau bentuk simetri diketahui:

• ruang dan waktu;
• kalibrasi;
• isotop;
• dicerminkan;
• dapat diubah.

Semua jenis simetri ini dapat dibagi menjadi eksternal dan internal.

Simetri eksternal di alam (spasial atau geometris) diwakili oleh variasi yang sangat besar. Ini berlaku untuk kristal, organisme hidup, molekul.

Simetri internal tersembunyi dari mata kita. Itu memanifestasikan dirinya dalam hukum dan persamaan matematika. Misalnya persamaan Maxwell yang menentukan hubungan antara fenomena magnet dan listrik, atau sifat gravitasi Einstein yang menghubungkan ruang, waktu, dan gravitasi.

Mengapa simetri diperlukan dalam kehidupan?

Simetri pada organisme hidup terbentuk dalam proses evolusi. Organisme pertama yang muncul di lautan memiliki bentuk bola sempurna. Untuk menembus lingkungan yang berbeda, mereka harus beradaptasi dengan kondisi baru.

Salah satu cara adaptasi tersebut adalah kesimetrisan alam pada tataran bentuk fisik. Susunan bagian tubuh yang simetris menjamin keseimbangan selama bergerak, vitalitas dan adaptasi. Bentuk luar manusia dan hewan besar mempunyai penampakan yang cukup simetris. Di dunia tumbuhan juga ada simetri. Misalnya, mahkota pohon cemara yang berbentuk kerucut memiliki sumbu yang simetris. Ini adalah batang vertikal, menebal di bagian bawah untuk stabilitas. Masing-masing cabang juga terletak secara simetris, dan bentuk kerucut memungkinkan mahkota menggunakan energi matahari secara rasional. Simetri eksternal hewan membantu mereka menjaga keseimbangan saat bergerak, memperkaya diri dengan energi dari lingkungan, dan menggunakannya secara rasional.

Dalam sistem kimia dan fisika, simetri juga terdapat. Jadi, molekul yang paling stabil adalah yang memiliki simetri tinggi. Kristal adalah benda yang sangat simetris; tiga dimensi atom elementer berulang secara berkala dalam strukturnya.

Asimetri

Terkadang susunan internal organ pada organisme hidup tidak simetris. Misalnya jantung seseorang terletak di sebelah kiri, hati di sebelah kanan.

Dalam proses kehidupannya, tumbuhan menyerap senyawa mineral kimia dari molekul berbentuk simetris dari tanah dan mengubahnya di dalam tubuhnya menjadi zat asimetris: protein, pati, glukosa.

Asimetri dan simetri di alam adalah dua sifat yang berlawanan. Ini adalah kategori-kategori yang selalu berjuang dan bersatu. Tingkat perkembangan materi yang berbeda dapat memiliki sifat simetri atau asimetri.

Jika kita berasumsi bahwa kesetimbangan adalah keadaan diam dan simetri, dan gerak non-kesetimbangan disebabkan oleh asimetri, maka kita dapat mengatakan bahwa konsep kesetimbangan dalam biologi tidak kalah pentingnya dengan dalam fisika. Biologi dicirikan oleh prinsip stabilitas kesetimbangan termodinamika, yaitu asimetri, yaitu kesetimbangan dinamis yang stabil, yang dapat dianggap sebagai prinsip kunci dalam memecahkan masalah asal usul kehidupan.

Selama berabad-abad, simetri tetap menjadi subjek yang memesona para filsuf, astronom, matematikawan, seniman, arsitek, dan fisikawan. Orang Yunani kuno sangat terobsesi dengan hal itu - dan bahkan saat ini kita cenderung menemukan simetri dalam segala hal mulai dari merencanakan penempatan furnitur hingga memotong rambut. Ingatlah bahwa begitu Anda menyadari hal ini, Anda mungkin akan merasakan dorongan yang sangat besar untuk mencari simetri dalam segala hal yang Anda lihat.

Brokoli Romanesco

Mungkin Anda melihat brokoli Romanesco di toko dan mengira itu adalah contoh lain dari produk rekayasa genetika. Namun nyatanya, ini adalah contoh lain dari simetri fraktal alam. Setiap kuntum brokoli memiliki pola spiral logaritmik. Penampilan Romanesco mirip dengan brokoli, dan rasa serta konsistensinya mirip dengan kembang kol. Ini kaya akan karotenoid, serta vitamin C dan K, yang menjadikannya tidak hanya makanan cantik, tetapi juga makanan sehat.

Sarang madu

Selama ribuan tahun, orang-orang mengagumi bentuk sarang lebah heksagonal yang sempurna dan bertanya pada diri sendiri bagaimana lebah secara naluriah dapat menciptakan bentuk yang hanya dapat direproduksi oleh manusia dengan kompas dan penggaris. Bagaimana dan mengapa lebah memiliki hasrat untuk membuat segi enam? Para ahli matematika percaya bahwa ini adalah bentuk ideal yang memungkinkan mereka menyimpan madu sebanyak mungkin dengan menggunakan jumlah lilin minimum. Apa pun yang terjadi, itu semua adalah hasil alam, dan sungguh mengesankan.

Bunga matahari

Bunga matahari memiliki simetri radial dan jenis simetri menarik yang dikenal sebagai deret Fibonacci. Deret Fibonacci: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, dst. (setiap angka ditentukan oleh jumlah dua angka sebelumnya). Jika kita meluangkan waktu dan menghitung jumlah biji dalam bunga matahari, kita akan menemukan bahwa jumlah spiral bertambah sesuai dengan prinsip deret Fibonacci. Ada banyak tumbuhan di alam (termasuk brokoli Romanesco) yang kelopak, biji, dan daunnya sesuai dengan urutan ini, itulah sebabnya sangat sulit menemukan semanggi berdaun empat. Tapi mengapa bunga matahari dan tanaman lain mengikuti aturan matematika? Seperti segi enam dalam sarang, ini semua soal efisiensi.

Cangkang Nautilus

Selain tumbuhan, beberapa hewan, seperti Nautilus, mengikuti deret Fibonacci. Cangkang Nautilus berputar menjadi spiral Fibonacci. Cangkang berusaha mempertahankan bentuk proporsional yang sama, yang memungkinkannya mempertahankannya sepanjang hidupnya (tidak seperti manusia, yang mengubah proporsi sepanjang hidup). Tidak semua Nautilus mempunyai cangkang Fibonacci, tetapi semuanya mengikuti spiral logaritmik. Sebelum Anda iri pada kerang matematika, ingatlah bahwa mereka tidak melakukan ini dengan sengaja, hanya saja bentuk ini yang paling rasional bagi mereka.

Hewan

Kebanyakan hewan memiliki simetri bilateral, yang berarti mereka dapat dibelah menjadi dua bagian yang identik. Bahkan manusia pun memiliki simetri bilateral, dan beberapa ilmuwan percaya bahwa simetri seseorang adalah faktor terpenting yang mempengaruhi persepsi kecantikan kita. Dengan kata lain, jika Anda memiliki wajah yang bertepuk sebelah tangan, Anda hanya bisa berharap bahwa hal itu dikompensasi oleh sifat-sifat baik lainnya. Beberapa melakukan simetri sempurna dalam upaya menarik pasangan, seperti burung merak. Darwin benar-benar kesal dengan burung itu, dan menulis dalam suratnya bahwa "Pemandangan bulu ekor burung merak, setiap kali saya melihatnya, membuat saya muak!" Bagi Darwin, ekor tersebut tampak rumit dan tidak masuk akal secara evolusioner, karena tidak sesuai dengan teorinya tentang “survival of the fittest”. Dia sangat marah sampai dia menemukan teori seleksi seksual, yang menyatakan bahwa hewan mengembangkan ciri-ciri tertentu untuk meningkatkan peluang mereka untuk kawin. Oleh karena itu, burung merak memiliki berbagai adaptasi untuk menarik pasangannya.

jaring

Ada sekitar 5.000 jenis laba-laba, dan semuanya menciptakan jaring melingkar yang hampir sempurna dengan benang penyangga radial pada jarak yang hampir sama dan jaring spiral untuk menangkap mangsa. Para ilmuwan tidak yakin mengapa laba-laba sangat menyukai geometri, karena pengujian menunjukkan bahwa jaring bundar tidak akan lebih baik dalam memikat makanan daripada jaring yang bentuknya tidak beraturan. Para ilmuwan berteori bahwa simetri radial mendistribusikan kekuatan tumbukan secara merata ketika mangsa tertangkap jaring, sehingga menghasilkan lebih sedikit kerusakan.

Lingkaran tanaman

Berikan beberapa penipu papan, mesin pemotong rumput, dan keamanan kegelapan, dan Anda akan melihat bahwa orang-orang juga menciptakan bentuk yang simetris. Karena kerumitan desain dan kesimetrisan crop circle yang luar biasa, bahkan setelah pencipta lingkaran tersebut mengakui dan mendemonstrasikan keahliannya, banyak orang masih percaya bahwa itu dibuat oleh alien luar angkasa. Ketika lingkaran menjadi lebih kompleks, asal muasalnya menjadi semakin jelas. Tidak masuk akal untuk berasumsi bahwa alien akan membuat pesan mereka semakin sulit ketika kita bahkan tidak dapat menguraikan pesan pertama. Terlepas dari bagaimana bentuknya, crop circle sangat menyenangkan untuk dilihat, terutama karena geometrinya yang mengesankan.

Kepingan salju

Bahkan formasi kecil seperti kepingan salju diatur oleh hukum simetri, karena sebagian besar kepingan salju memiliki simetri heksagonal. Hal ini terjadi sebagian karena cara molekul air berbaris ketika membeku (mengkristal). Molekul air menjadi padat dengan membentuk ikatan hidrogen yang lemah, mereka tersusun dalam susunan teratur yang menyeimbangkan gaya tarik-menarik dan tolak-menolak, membentuk bentuk heksagonal kepingan salju. Namun pada saat yang sama, setiap kepingan salju simetris, tetapi tidak ada satu kepingan salju yang serupa dengan yang lain. Hal ini terjadi karena setiap kepingan salju yang jatuh dari langit mengalami kondisi atmosfer unik yang menyebabkan kristal-kristalnya tersusun dengan cara tertentu.

Galaksi Bima Sakti

Seperti yang telah kita lihat, simetri dan model matematika ada hampir di mana-mana, namun apakah hukum alam ini terbatas pada planet kita saja? Tentu saja tidak. Bagian baru di tepi Galaksi Bima Sakti baru-baru ini ditemukan, dan para astronom percaya bahwa galaksi tersebut merupakan bayangan cermin dirinya sendiri yang hampir sempurna.

Simetri Matahari-Bulan

Mengingat Matahari memiliki diameter 1,4 juta km dan Bulan berdiameter 3.474 km, maka tampaknya hampir mustahil Bulan dapat menghalangi sinar matahari dan menyebabkan kita mengalami sekitar lima gerhana matahari setiap dua tahun. Bagaimana cara kerjanya? Secara kebetulan, meskipun Matahari 400 kali lebih lebar dari Bulan, jarak Matahari juga 400 kali lebih jauh. Simetri memastikan ukuran Matahari dan Bulan sama jika dilihat dari Bumi, sehingga Bulan dapat mengaburkan Matahari. Tentu saja, jarak Bumi ke Matahari bisa bertambah, itulah sebabnya terkadang kita melihat gerhana cincin dan gerhana sebagian. Namun setiap satu hingga dua tahun, terjadi keselarasan yang tepat dan kita menyaksikan peristiwa spektakuler yang dikenal sebagai gerhana matahari total. Para astronom tidak mengetahui seberapa umum kesimetrian ini di antara planet-planet lain, namun menurut mereka hal ini cukup langka. Namun, kita tidak boleh berasumsi bahwa kita istimewa, karena ini semua hanya kebetulan. Misalnya, setiap tahun Bulan bergerak sekitar 4 cm dari Bumi, artinya miliaran tahun yang lalu setiap gerhana matahari merupakan gerhana total. Jika hal ini terus terjadi, maka gerhana total pada akhirnya akan hilang, dan hal ini juga akan diiringi dengan hilangnya gerhana cincin. Ternyata kita berada di tempat dan waktu yang tepat untuk melihat fenomena ini.

Lihatlah wajah orang-orang di sekitar Anda: satu mata sedikit lebih menyipit, yang lain lebih sedikit, satu alis lebih melengkung, yang lain lebih sedikit; satu telinga lebih tinggi, yang lain lebih rendah. Mari kita tambahkan apa yang telah dikatakan bahwa seseorang lebih banyak menggunakan mata kanannya daripada mata kirinya. Perhatikan, misalnya, orang yang menembak dengan pistol atau busur.

Dari contoh di atas jelas bahwa dalam struktur tubuh manusia dan kebiasaannya terdapat keinginan yang diungkapkan dengan jelas untuk secara tajam menyorot segala arah - kanan atau kiri. Ini bukan sebuah kecelakaan. Fenomena serupa juga dapat diamati pada tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme.

Para ilmuwan telah lama memperhatikan hal ini. Kembali ke abad ke-18. ilmuwan dan penulis Bernardin de Saint-Pierre menunjukkan bahwa semua lautan dipenuhi dengan gastropoda berkubah tunggal dari spesies yang tak terhitung jumlahnya, di mana semua ikal diarahkan dari kiri ke kanan, mirip dengan pergerakan bumi jika ditempatkan berlubang ke utara dan ujung tajam ke Bumi.

Namun sebelum kita mulai membahas fenomena asimetri tersebut, ada baiknya kita mengetahui terlebih dahulu apa itu simetri.

Untuk memahami setidaknya hasil utama yang dicapai dalam studi tentang simetri organisme, kita perlu memulai dengan konsep dasar teori simetri itu sendiri. Ingat tubuh mana yang biasanya dianggap setara dalam kehidupan sehari-hari. Hanya yang benar-benar identik atau, lebih tepatnya, yang jika ditumpangkan, digabungkan satu sama lain dalam semua detailnya, seperti, misalnya, dua kelopak atas pada Gambar 1. Namun, dalam teori simetri, selain itu untuk kesetaraan yang kompatibel, dua jenis kesetaraan lagi dibedakan - cermin dan cermin yang kompatibel. Dengan kesetaraan cermin, kelopak kiri dari baris tengah Gambar 1 dapat disejajarkan secara akurat dengan kelopak kanan hanya setelah refleksi awal di cermin. Dan jika dua benda adalah cermin yang serasi, maka keduanya dapat digabungkan satu sama lain baik sebelum maupun sesudah dipantulkan di cermin. Kelopak baris bawah pada Gambar 1 sama satu sama lain dan serasi serta bercermin.

Dari Gambar 2 jelas bahwa keberadaan bagian-bagian yang sama pada suatu gambar saja tidak cukup untuk mengenali gambar tersebut sebagai simetris: di sebelah kiri letaknya tidak beraturan dan kita memiliki gambar yang asimetris, di sebelah kanan mereka seragam dan kita memiliki a pelek simetris. Susunan teratur dan seragam dari bagian-bagian yang sama dari suatu bangun relatif satu sama lain disebut simetri.

Kesetaraan dan kesamaan susunan bagian-bagian suatu bangun diketahui melalui operasi simetri. Operasi simetri adalah rotasi, translasi, dan refleksi.

Hal terpenting bagi kami di sini adalah rotasi dan refleksi. Rotasi dipahami sebagai rotasi biasa mengelilingi suatu sumbu sebesar 360°, yang mengakibatkan bagian-bagian yang sama dari suatu bangun simetris bertukar tempat, dan bangun tersebut secara keseluruhan digabungkan dengan dirinya sendiri. Dalam hal ini, sumbu di sekitar tempat terjadinya rotasi disebut sumbu simetri sederhana. (Nama ini bukan suatu kebetulan, karena dalam teori simetri, berbagai jenis sumbu kompleks juga dibedakan.) Banyaknya kombinasi suatu bangun dengan dirinya sendiri selama satu putaran penuh pada suatu sumbu disebut orde sumbu. Jadi, gambar bintang laut pada Gambar 3 memiliki satu sumbu sederhana orde kelima yang melalui pusatnya.

Ini berarti bahwa dengan memutar gambar sebuah bintang pada porosnya sebesar 360°, kita akan dapat menumpangkan bagian yang sama dari gambar tersebut di atas satu sama lain sebanyak lima kali.

Pemantulan berarti pemantulan spekuler - pada suatu titik, garis, bidang. Bidang khayal yang membagi bangun datar menjadi dua bagian yang menyerupai cermin disebut bidang simetri. Perhatikan pada Gambar 3 sebuah bunga dengan lima kelopak. Ia mempunyai lima bidang simetri yang berpotongan pada sumbu orde kelima. Simetri bunga ini dapat ditetapkan sebagai berikut: 5*m. Angka 5 disini berarti salah satu sumbu simetri orde kelima, dan m adalah bidang, titik adalah tanda perpotongan lima bidang pada sumbu tersebut. Rumus umum simetri bangun datar sebangun ditulis dalam bentuk n*m, dimana n adalah lambang sumbu. Selain itu, dapat memiliki nilai dari 1 hingga tak terhingga (?).

Ketika mempelajari simetri organisme, ditemukan bahwa di alam yang hidup, jenis simetri yang paling umum adalah n*m. Para ahli biologi menyebut simetri jenis ini radial (radial). Selain bunga dan bintang laut yang ditunjukkan pada Gambar 3, simetri radial juga melekat pada ubur-ubur dan polip, penampang apel, lemon, jeruk, kesemek (Gambar 3), dll.

Dengan munculnya satwa liar di planet kita, jenis simetri baru muncul dan berkembang, yang sebelumnya tidak ada sama sekali atau jumlahnya sedikit. Hal ini terutama terlihat jelas pada contoh kasus simetri khusus berbentuk n*m, yang dicirikan oleh hanya satu bidang simetri, yang membagi bangun menjadi dua bagian seperti cermin. Dalam biologi, hal ini disebut simetri bilateral (dua sisi). Di alam mati, jenis simetri ini tidak memiliki makna yang dominan, tetapi sangat kaya akan representasinya di alam yang hidup (Gbr. 4).

Ciri-ciri struktur luar tubuh manusia, mamalia, burung, reptil, amfibi, ikan, banyak moluska, krustasea, serangga, cacing, serta banyak tumbuhan, seperti bunga snapdragon.

Kesimetrian ini diyakini berkaitan dengan perbedaan gerak organisme ke atas dan ke bawah, maju dan mundur, sedangkan geraknya ke kanan dan kiri sama persis. Pelanggaran terhadap simetri bilateral mau tidak mau mengakibatkan terhambatnya gerak salah satu sisinya dan berubahnya gerak translasi menjadi gerak melingkar. Oleh karena itu, bukan suatu kebetulan bahwa hewan yang aktif bergerak memiliki bentuk simetri bilateral.

Bilateralitas organisme tidak bergerak dan organ-organnya timbul karena ketidaksamaan kondisi sisi menempel dan sisi bebas. Hal ini tampaknya terjadi pada beberapa daun, bunga, dan polip karang.

Patut dicatat di sini bahwa simetri, yang terbatas pada keberadaan pusat simetri saja, belum ditemukan di antara organisme. Di alam, kasus simetri ini mungkin hanya tersebar luas di kalangan kristal; Ini termasuk, antara lain, kristal biru tembaga sulfat yang tumbuh subur dari larutan.

Jenis simetri utama lainnya dicirikan oleh hanya satu sumbu simetri orde ke-n dan disebut aksial atau aksial (dari kata Yunani "axon" - sumbu). Sampai saat ini, organisme yang bentuknya bercirikan simetri aksial (dengan pengecualian kasus khusus yang paling sederhana, ketika n = 1) tidak diketahui oleh para ahli biologi. Namun, baru-baru ini ditemukan bahwa simetri ini tersebar luas di dunia tumbuhan. Ini melekat pada mahkota semua tanaman itu (melati, mallow, phlox, fuchsia, kapas, gentian kuning, centaury, oleander, dll.), yang tepi kelopaknya terletak di atas satu sama lain dalam bentuk kipas. searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam (Gbr. 5).

Simetri ini juga melekat pada beberapa hewan, misalnya ubur-ubur Aurelia insulinda (Gbr. 6). Semua fakta ini mengarah pada terbentuknya kelas simetri baru di alam yang hidup.

Objek simetri aksial adalah kasus khusus dari benda yang tidak simetris, yaitu simetri tidak beraturan. Mereka berbeda dari semua objek lain, khususnya, dalam hubungannya yang khas dengan pantulan cermin. Jika telur burung dan tubuh udang karang tidak berubah bentuk sama sekali setelah dipantulkan cermin, maka (Gbr. 7)

bunga banci aksial (a), cangkang moluska heliks asimetris (b) dan, sebagai perbandingan, jam (c), kristal kuarsa (d), dan molekul asimetris (e) setelah pantulan cermin mengubah bentuknya, memperoleh a sejumlah karakteristik yang berlawanan. Jarum jam asli dan jam cermin bergerak berlawanan arah; garis-garis pada halaman majalah ditulis dari kiri ke kanan, dan garis-garis cermin ditulis dari kanan ke kiri, semua huruf tampak terbalik; batang tumbuhan merambat dan cangkang spiral gastropoda di depan cermin dari kiri ke atas ke kanan, dan cermin dari kanan ke atas ke kiri, dan seterusnya.

Adapun kasus simetri aksial yang paling sederhana dan khusus (n=1), yang disebutkan di atas, telah diketahui para ahli biologi sejak lama dan disebut asimetris. Sebagai contoh, cukuplah mengacu pada gambaran struktur internal sebagian besar spesies hewan, termasuk manusia.

Dari contoh-contoh yang diberikan, mudah untuk melihat bahwa benda-benda yang tidak simetris dapat ada dalam dua jenis: dalam bentuk asli dan pantulan cermin (tangan manusia, cangkang moluska, corolla banci, kristal kuarsa). Dalam hal ini, salah satu bentuk (tidak peduli yang mana) disebut P kanan, dan bentuk kiri lainnya - L. Di sini sangat penting untuk dipahami bahwa kanan dan kiri dapat dan disebut tidak hanya lengan atau kaki a orang yang dikenal dalam hal ini, tetapi juga benda-benda yang tidak simetris - produk produksi manusia (sekrup dengan ulir kanan dan kiri), organisme, benda mati.

Penemuan bentuk P-L di alam yang hidup segera menimbulkan sejumlah pertanyaan baru dan sangat mendalam bagi biologi, banyak di antaranya kini diselesaikan dengan metode matematika dan fisikokimia yang kompleks.

Pertanyaan pertama adalah pertanyaan tentang hukum bentuk dan struktur benda biologis P dan L.

Baru-baru ini, para ilmuwan telah menetapkan kesatuan struktural yang mendalam dari objek-objek alam hidup dan mati yang tidak simetris. Faktanya, paham kanan-kiri merupakan sifat yang sama-sama melekat pada benda hidup dan benda mati. Berbagai fenomena yang terkait dengan paham kanan dan kiri pun ternyata lumrah terjadi pada mereka. Mari kita tunjukkan satu fenomena saja - isomerisme dissimetris. Hal ini menunjukkan bahwa di dunia terdapat banyak objek dengan struktur berbeda, tetapi dengan kumpulan bagian yang sama yang membentuk objek tersebut.

Gambar 8 menunjukkan 32 bentuk mahkota buttercup yang diprediksi dan kemudian ditemukan. Di sini, dalam setiap kasus, jumlah bagian (kelopak) adalah sama - lima; hanya posisi relatifnya saja yang berbeda. Oleh karena itu, di sini kita memiliki contoh isomerisme dissimetris pada corolla.

Contoh lainnya adalah objek yang sifatnya sangat berbeda, molekul glukosa. Kita dapat mempertimbangkannya bersama dengan mahkota buttercup justru karena kesamaan hukum strukturnya. Komposisi glukosa adalah sebagai berikut: 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, 6 atom oksigen. Kumpulan atom ini dapat didistribusikan di ruang angkasa dengan cara yang sangat berbeda. Para ilmuwan percaya bahwa molekul glukosa dapat ada pada setidaknya 320 spesies berbeda.

Pertanyaan kedua: seberapa sering organisme hidup berbentuk P dan L muncul di alam?

Penemuan paling penting dalam hal ini dibuat dalam studi tentang struktur molekul organisme. Ternyata protoplasma semua tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme hanya menyerap gula P saja. Jadi, setiap hari kita mengonsumsi gula yang tepat. Tetapi asam amino terutama ditemukan dalam bentuk L, dan protein yang dibuat dari asam amino tersebut ditemukan terutama dalam bentuk P.

Mari kita ambil dua produk protein sebagai contoh: putih telur dan bulu domba. Keduanya tidak kidal. Wol dan putih telur “orang kidal” belum ditemukan di alam. Jika dimungkinkan untuk membuat L-wol, yaitu wol semacam itu, yang asam aminonya akan ditempatkan di sepanjang dinding sekrup yang melengkung ke kiri, maka masalah melawan ngengat akan terpecahkan: ngengat hanya dapat makan pada P-wool, seperti ini Cara yang sama seperti orang hanya mencerna protein P dari daging, susu, dan telur. Dan ini tidak sulit untuk dipahami. Ngengat mencerna wol, dan manusia mencerna daging melalui protein khusus - enzim, yang konfigurasinya juga tidak kidal. Dan sama seperti sekrup-L yang tidak dapat disekrup menjadi mur dengan ulir P, demikian pula mustahil untuk mencerna L-wol dan L-daging menggunakan enzim P, jika ada.

Mungkin ini juga misteri penyakit yang dikenal sebagai kanker: terdapat informasi bahwa dalam beberapa kasus, sel-sel kanker membangun dirinya sendiri bukan dari protein kidal, tetapi dari protein kidal yang tidak dapat dicerna oleh enzim kita.

Antibiotik penisilin yang dikenal luas diproduksi oleh jamur hanya dalam bentuk P; bentuk L yang dibuat secara artifisial tidak aktif secara antibiotik. Apotek menjual antibiotik kloramfenikol, dan bukan antipodanya, pravomycetin, karena sifat obat yang terakhir secara signifikan lebih rendah daripada yang pertama.

Tembakau mengandung L-nikotin. Ini beberapa kali lebih beracun daripada P-nikotin.

Jika kita memperhatikan struktur luar organisme, maka di sini kita akan melihat hal yang sama. Dalam sebagian besar kasus, seluruh organisme dan organnya ditemukan dalam bentuk P atau L. Bagian belakang tubuh serigala dan anjing bergerak agak ke samping saat berlari, sehingga terbagi menjadi lari kanan dan lari kiri. Burung kidal melipat sayap mereka sehingga sayap kiri tumpang tindih ke kanan, sementara burung-burung kidal melakukan yang sebaliknya. Beberapa merpati lebih suka berputar ke kanan saat terbang, sementara yang lain lebih suka berputar ke kiri. Karena alasan ini, merpati telah lama dibagi menjadi “kidal” dan “kidal”. Cangkang moluska Fruticicola lantzi ditemukan terutama dalam bentuk bengkok U. Sungguh luar biasa bahwa ketika memakan wortel, bentuk P yang dominan dari moluska ini tumbuh dengan baik, dan antipodanya - moluska L - menurunkan berat badan secara drastis. Sepatu ciliate, karena susunan silia yang spiral pada tubuhnya, bergerak dalam setetes air, seperti banyak protozoa lainnya, sepanjang pembuka botol yang melengkung ke kiri. Ciliata yang menembus medium sepanjang pembuka botol kanan jarang terjadi. Narcissus, barley, cattail, dll. bertangan kanan: daunnya hanya ditemukan dalam bentuk heliks U (Gbr. 9). Tapi buncisnya kidal: daun tingkat pertama sering kali berbentuk L. Sungguh luar biasa bahwa, dibandingkan dengan daun P, daun L lebih berbobot, memiliki luas lebih besar, volume, tekanan osmotik getah sel, dan laju pertumbuhan.

Ilmu simetri mampu mengungkap banyak fakta menarik tentang manusia. Seperti yang Anda ketahui, rata-rata di dunia terdapat sekitar 3% orang kidal (99 juta) dan 97% orang kidal (3 miliar 201 juta). Menurut beberapa informasi, di AS dan di benua Afrika terdapat lebih banyak orang kidal dibandingkan, misalnya, di Uni Soviet.

Menarik untuk dicatat bahwa pusat bicara di otak orang yang tidak kidal terletak di sebelah kiri, sedangkan pada orang yang tidak kidal terletak di sebelah kanan (menurut sumber lain, di kedua belahan otak). Bagian kanan tubuh dikendalikan oleh bagian kiri, dan bagian kiri oleh belahan kanan, dan dalam banyak kasus, bagian kanan tubuh dan belahan kiri berkembang lebih baik. Pada manusia, seperti yang anda ketahui, jantung ada di sebelah kiri, hati di sebelah kanan. Namun untuk setiap 7-12 ribu orang, ada orang yang seluruh atau sebagian organ dalamnya terletak pada bayangan cermin, begitu pula sebaliknya.

Pertanyaan ketiga adalah pertanyaan tentang sifat-sifat bentuk P dan L. Contoh-contoh yang telah diberikan memperjelas bahwa di alam hidup sejumlah sifat bentuk P dan L tidak sama. Jadi, dengan menggunakan contoh kerang, kacang-kacangan, dan antibiotik, perbedaan nutrisi, laju pertumbuhan, dan aktivitas antibiotik dalam bentuk P dan L dapat ditunjukkan.

Ciri-ciri bentuk P dan L di alam hidup ini sangat penting: hal ini memungkinkan, dari perspektif yang benar-benar baru, untuk secara tajam membedakan organisme hidup dari semua benda P dan L di alam mati, yang dalam satu cara atau yang lain memiliki sifat yang sama, misalnya dari partikel elementer.

Apa alasan dari semua ciri-ciri makhluk hidup yang tidak simetris ini?

Ditemukan bahwa dengan menumbuhkan mikroorganisme Bacillus mycoides pada agar-agar dengan senyawa P dan L (sukrosa, asam tartarat, asam amino), koloni L dapat diubah menjadi P-, dan P- menjadi bentuk L. Dalam beberapa kasus, perubahan ini bersifat jangka panjang, mungkin bersifat turun-temurun. Eksperimen ini menunjukkan bahwa bentuk P atau L eksternal suatu organisme bergantung pada metabolisme dan molekul P dan L yang berpartisipasi dalam pertukaran ini.

Terkadang transformasi dari bentuk P ke L dan sebaliknya terjadi tanpa campur tangan manusia.

Akademisi VI Vernadsky mencatat bahwa semua cangkang fosil moluska Fusus antiquus yang ditemukan di Inggris bertangan kiri, sedangkan cangkang modern bertangan kanan. Jelas sekali, alasan yang menyebabkan perubahan tersebut berubah seiring waktu geologis.

Tentu saja, perubahan jenis simetri seiring berkembangnya kehidupan tidak hanya terjadi pada organisme yang tidak simetris. Jadi, beberapa echinodermata dulunya merupakan bentuk bergerak yang simetris bilateral. Kemudian mereka beralih ke gaya hidup yang tidak banyak bergerak dan mengembangkan simetri radial (meskipun larva mereka masih mempertahankan simetri bilateral). Pada beberapa echinodermata yang beralih ke gaya hidup aktif untuk kedua kalinya, simetri radial kembali digantikan oleh simetri bilateral (bulu babi tidak beraturan, holothurians).

Sejauh ini kita telah membahas tentang penyebab yang menentukan bentuk organisme P dan L serta organnya. Mengapa bentuk-bentuk ini tidak ditemukan dalam jumlah yang sama? Biasanya, ada lebih banyak bentuk P atau L. Alasannya tidak diketahui. Menurut salah satu hipotesis yang sangat masuk akal, penyebabnya mungkin karena partikel elementer yang tidak simetris, misalnya neutrino tangan kanan yang mendominasi dunia kita, serta cahaya tangan kanan, yang selalu ada dalam jumlah sedikit berlebih di bawah sinar matahari yang menyebar. Semua ini pada awalnya dapat menciptakan ketidakseimbangan bentuk molekul organik kanan dan kiri yang tidak simetris, dan kemudian menyebabkan ketidakseimbangan organisme P dan L serta bagian-bagiannya.

Ini hanyalah beberapa pertanyaan tentang biosimetri - ilmu tentang proses simetrisasi dan dissimetrisasi di alam yang hidup.

Selama berabad-abad, simetri tetap menjadi properti yang memenuhi pikiran para filsuf, astronom, matematikawan, seniman, arsitek, dan fisikawan. Orang Yunani kuno terobsesi dengan hal itu, dan bahkan saat ini, kita cenderung menganut simetri dalam segala hal mulai dari cara kita menata furnitur hingga cara kita menata rambut.

Tidak ada yang tahu mengapa fenomena ini begitu menyita pikiran kita, atau mengapa para ahli matematika mencoba melihat keteraturan dan simetri pada benda-benda di sekitar kita - namun, di bawah ini sepuluh contoh bahwa simetri benar-benar ada, dan kita juga dikelilingi.

Perlu diingat: begitu Anda memikirkannya, tanpa sadar Anda akan terus-menerus mencari simetri pada benda-benda di sekitar Anda.

10. Brokoli Romanesco

Kemungkinan besar, Anda berulang kali melewati rak berisi brokoli Romanesco di toko dan, karena penampilannya yang tidak biasa, berasumsi bahwa itu adalah produk rekayasa genetika. Namun kenyataannya, ini hanyalah salah satu dari sekian banyak contoh simetri fraktal di alam - meskipun jelas mencolok.

Dalam geometri, fraktal adalah pola kompleks yang setiap bagiannya mempunyai pola geometris yang sama dengan pola keseluruhan. Oleh karena itu, dalam kasus brokoli Romanesco, setiap bunga dari perbungaan kompak memiliki spiral logaritmik yang sama dengan seluruh kepala (hanya dalam bentuk mini). Padahal, seluruh kepala kubis ini berbentuk spiral besar, terdiri dari tunas-tunas kecil mirip kerucut, yang juga tumbuh berbentuk spiral mini.

Ngomong-ngomong, brokoli Romanesco adalah kerabat brokoli dan kembang kol, meski rasa dan teksturnya lebih mirip kembang kol. Ia juga kaya akan karotenoid dan vitamin C dan K, yang berarti merupakan tambahan yang sehat dan indah secara matematis untuk makanan kita.

9. Sarang Lebah


Lebah bukan hanya produsen madu terkemuka – mereka juga tahu banyak tentang geometri. Selama ribuan tahun, orang-orang mengagumi kesempurnaan bentuk heksagonal di sarang lebah dan bertanya-tanya bagaimana lebah secara naluriah dapat membuat bentuk yang hanya dapat dibuat manusia dengan penggaris dan kompas. Sarang lebah adalah item simetri wallpaper yang pola berulangnya menutupi bidang (misalnya, lantai ubin atau mosaik).

Jadi bagaimana dan mengapa lebah suka membuat segi enam? Pertama-tama, para ahli matematika percaya bahwa bentuk sempurna ini memungkinkan lebah menyimpan madu dalam jumlah terbesar dengan menggunakan lilin dalam jumlah paling sedikit. Saat membuat bentuk lain, lebah akan memiliki ruang yang besar, karena bentuk seperti lingkaran, tidak saling berdekatan satu sama lain.

Pengamat lain, yang kurang percaya pada kecerdasan lebah, percaya bahwa mereka membentuk bentuk heksagonal sepenuhnya “secara kebetulan”. Dengan kata lain, lebah sebenarnya membuat lingkaran, dan lilinnya sendiri berbentuk heksagonal. Bagaimanapun, ini adalah karya alam dan cukup menakjubkan.

8. Bunga Matahari


Bunga matahari memiliki simetri radial dan jenis simetri bilangan menarik yang dikenal sebagai deret Fibonacci. Deret Fibonaccinya adalah: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, dst. (setiap angka ditentukan oleh jumlah dua angka sebelumnya).
Jika kita meluangkan waktu untuk menghitung jumlah spiral biji pada bunga matahari, kita akan menemukan bahwa jumlah spiral tersebut bertepatan dengan angka Fibonacci. Selain itu, sejumlah besar tanaman (termasuk brokoli Romanesco) menghasilkan kelopak, daun, dan biji menurut deret Fibonacci, itulah sebabnya semanggi berdaun empat sangat sulit ditemukan.

Menghitung spiral pada bunga matahari bisa jadi cukup sulit, jadi jika Anda ingin menguji sendiri prinsip ini, cobalah menghitung spiral pada benda yang lebih besar seperti buah pinus, nanas, dan artichoke.

Namun mengapa bunga matahari dan tanaman lain mematuhi aturan matematika? Sama seperti segi enam di dalam sarang, yang terpenting adalah efisiensi. Tanpa terlalu teknis, kita dapat dengan mudah mengatakan bahwa bunga matahari dapat menampung biji paling banyak jika setiap biji diposisikan pada sudut yang merupakan bilangan irasional.

Ternyata bilangan yang paling irasional adalah rasio emas, atau Phi, dan kebetulan jika kita membagi bilangan Fibonacci atau Lucas dengan bilangan sebelumnya dalam deret tersebut, kita mendapatkan bilangan yang mendekati Phi (+1.618033988749895.. .). Jadi, pada setiap tanaman yang tumbuh menurut deret Fibonacci, harus ada sudut yang sesuai dengan Phi (sudut yang sama dengan rasio emas) antara masing-masing biji, daun, kelopak, atau cabang.

7. Cangkang Nautilus


Selain tumbuhan, ada juga beberapa hewan yang menunjukkan angka Fibonacci. Misalnya, cangkang Nautilus tumbuh menjadi "Fibonacci Spiral". Spiral terbentuk sebagai hasil upaya cangkang untuk mempertahankan bentuk proporsional yang sama saat ia tumbuh ke luar. Dalam kasus nautilus, tren pertumbuhan ini memungkinkannya mempertahankan bentuk tubuh yang sama sepanjang hidupnya (tidak seperti manusia, yang proporsi tubuhnya berubah seiring bertambahnya usia).

Seperti yang diharapkan, ada pengecualian terhadap aturan ini: tidak semua cangkang nautilus tumbuh menjadi spiral Fibonacci. Tapi semuanya tumbuh dalam bentuk spiral logaritmik yang aneh. Dan, sebelum Anda mulai berpikir bahwa cephalopoda ini mungkin lebih paham matematika daripada Anda, ingatlah bahwa cangkang mereka tumbuh dalam bentuk ini tanpa mereka sadari, dan bahwa mereka hanya memanfaatkan rancangan evolusioner yang memungkinkan moluska tumbuh tanpa berubah bentuk. .

6. Hewan


Kebanyakan hewan memiliki simetri bilateral, artinya mereka dapat dibagi menjadi dua bagian yang sama besar jika garis pemisah ditarik di sepanjang bagian tengah tubuhnya. Bahkan manusia pun memiliki simetri bilateral, dan beberapa ilmuwan percaya bahwa simetri seseorang adalah faktor terpenting yang menentukan apakah kita menganggap mereka menarik secara fisik atau tidak. Dengan kata lain, jika wajah Anda miring, harap Anda memiliki banyak kualitas positif yang dapat mengimbanginya.

Salah satu hewan mungkin terlalu menganggap penting simetri dalam ritual kawin, dan hewan tersebut adalah burung merak. Darwin sangat kesal dengan jenis burung ini, dan dalam suratnya pada tahun 1860 ia menulis bahwa “setiap kali saya melihat bulu ekor merak, saya merasa mual!”

Bagi Darwin, ekor merak tampak agak memberatkan, karena menurutnya, ekor tersebut tidak memiliki makna evolusioner, karena tidak sesuai dengan teorinya tentang “seleksi alam”. Ia marah hingga ia mengembangkan teori seleksi seksual, yaitu bahwa hewan mengembangkan kualitas tertentu yang akan memberikan peluang terbaik untuk kawin. Rupanya, bagi burung merak, seleksi seksual dianggap sangat penting, karena mereka telah mengembangkan berbagai pola untuk menarik pasangannya, mulai dari warna cerah, ukuran besar, simetri tubuh, dan pola ekor yang berulang.

5. Jaring Laba-laba


Ada sekitar 5.000 spesies laba-laba penenun bola, yang semuanya membentuk jaring melingkar hampir sempurna dengan penyangga radial yang berjarak hampir sama yang memancar dari pusat dan diikat dalam bentuk spiral untuk menangkap mangsa dengan lebih efisien. Para ilmuwan masih belum menemukan jawaban mengapa laba-laba penenun bola sangat menekankan geometri, karena penelitian menunjukkan bahwa jaring yang bulat tidak dapat menampung mangsa dengan lebih baik daripada jaring yang bentuknya tidak beraturan.

Beberapa ilmuwan berspekulasi bahwa laba-laba membangun jaring melingkar karena mereka lebih kuat dan simetri radial membantu mendistribusikan kekuatan tumbukan secara merata ketika mangsa terperangkap dalam jaring, sehingga mengurangi kerusakan pada jaring. Namun pertanyaannya tetap: jika ini benar-benar cara terbaik untuk membuat jaring, mengapa tidak semua laba-laba menggunakannya? Beberapa laba-laba yang bukan penenun bola mempunyai kemampuan untuk membuat jenis jaring yang sama, namun mereka tidak melakukannya.

Misalnya, seekor laba-laba yang baru-baru ini ditemukan di Peru membuat potongan-potongan jaring dengan ukuran dan panjang yang sama (membuktikan kemampuannya untuk "mengukur"), tetapi kemudian ia hanya menghubungkan semua potongan-potongan dengan ukuran yang sama dalam urutan acak ke dalam sebuah jaring. jaring besar yang tidak mempunyai bentuk tertentu. Mungkin laba-laba dari Peru ini mengetahui sesuatu yang tidak diketahui oleh laba-laba penenun bola, atau mungkin mereka belum menghargai keindahan simetri?

4. Pangkas lingkaran dengan hasil panen


Berikan beberapa orang iseng sebuah papan, seutas tali, dan selimut kegelapan dan ternyata manusia juga pandai menciptakan bentuk yang simetris. Faktanya, justru karena kesimetrian dan kompleksitas desain crop circle yang luar biasa, orang-orang terus percaya bahwa hanya alien dari luar angkasa yang dapat menciptakan hal seperti itu, meskipun orang yang membuat lingkaran tersebut telah mengakuinya.

Mungkin pernah ada campuran antara lingkaran buatan manusia dan lingkaran yang dibuat oleh alien, namun semakin kompleksnya lingkaran tersebut adalah bukti paling jelas bahwa lingkaran tersebut dibuat oleh manusia. Tidak masuk akal untuk berasumsi bahwa alien akan membuat pesan mereka menjadi lebih kompleks, mengingat manusia belum benar-benar memahami arti dari pesan sederhana. Kemungkinan besar, orang-orang belajar satu sama lain dari contoh-contoh yang telah mereka ciptakan dan semakin memperumit kreasi mereka.

Terlepas dari spekulasi asal-usulnya, jelas bahwa lingkaran-lingkaran itu indah untuk dilihat, terutama karena bentuk geometrisnya yang sangat mengesankan. Fisikawan Richard Taylor melakukan penelitian tentang lingkaran tanaman dan menemukan bahwa, selain fakta bahwa setidaknya satu lingkaran tercipta di tanah setiap malam, sebagian besar desainnya menampilkan berbagai simetri dan pola matematika, termasuk fraktal dan spiral Fibonacci.

3. Kepingan salju


Bahkan benda-benda kecil seperti kepingan salju juga terbentuk berdasarkan hukum keteraturan, karena sebagian besar kepingan salju terbentuk dalam simetri radial enam kali lipat dengan pola yang kompleks dan identik pada setiap cabangnya. Memahami mengapa tumbuhan dan hewan memilih simetri itu sendiri sulit, tetapi benda mati - bagaimana mereka mengelolanya?

Rupanya, semuanya tergantung pada kimia, dan khususnya bagaimana molekul air berbaris saat membeku (mengkristal). Molekul air menjadi padat dengan membentuk ikatan hidrogen yang lemah satu sama lain. Ikatan-ikatan ini sejajar dalam susunan teratur yang memaksimalkan gaya tarik-menarik dan mengurangi gaya tolak-menolak, yang menyebabkan kepingan salju berbentuk heksagonal. Namun, kita semua tahu bahwa tidak ada dua kepingan salju yang sama, jadi bagaimana kepingan salju terbentuk simetri mutlak dengan dirinya sendiri, namun tidak terlihat seperti kepingan salju lainnya?

Saat setiap kepingan salju jatuh dari langit, ia mengalami kondisi atmosfer unik, seperti suhu dan kelembapan, yang memengaruhi cara kristal “tumbuh” di atasnya. Semua cabang kepingan salju melewati kondisi yang sama dan karenanya mengkristal dengan cara yang sama - setiap cabang merupakan salinan persis dari cabang lainnya. Tidak ada kepingan salju lain yang mengalami kondisi yang sama saat turun, jadi semuanya terlihat sedikit berbeda.

2. Galaksi Bima Sakti


Seperti yang telah kita lihat, pola simetri dan matematis ada di mana pun kita memandang - namun apakah hukum alam ini hanya terbatas pada planet kita saja? Ternyata tidak. Baru-baru ini menemukan bagian baru dari Bima Sakti, para astronom percaya bahwa galaksi kita adalah cerminan dirinya yang hampir sempurna. Berdasarkan informasi baru, para ilmuwan telah mendapat konfirmasi atas teori mereka bahwa hanya ada dua lengan besar di galaksi kita: Lengan Perseus dan Lengan Centauri.

Selain simetri cermin, Bima Sakti memiliki desain menakjubkan lainnya - mirip dengan nautilus dan cangkang bunga matahari, di mana setiap lengan galaksi berbentuk spiral logaritmik, dimulai dari pusat galaksi dan meluas ke arah tepi luar.

1. Simetri Matahari dan Bulan


Mengingat diameter Matahari adalah 1,4 juta kilometer dan Bulan hanya berdiameter 3.474 kilometer, sangat sulit membayangkan Bulan dapat menghalangi sinar matahari dan menyebabkan kita mengalami sekitar lima gerhana matahari setiap dua tahun.

Jadi bagaimana hal ini sebenarnya terjadi? Secara kebetulan, meskipun lebar matahari sekitar empat ratus kali bulan, jaraknya empat ratus kali lebih jauh dari bulan dibandingkan bulan. Simetri hubungan ini menyebabkan matahari dan bulan tampak berukuran sama jika dilihat dari Bumi, sehingga Bulan dapat dengan mudah menghalangi Matahari ketika sejajar dengan Bumi.

Jarak bumi ke matahari tentu saja dapat bertambah seiring memasuki orbitnya, dan jika terjadi gerhana pada waktu tersebut, kita mungkin akan mengalami gerhana tahunan atau sebagian karena matahari tidak tertutup seluruhnya. Namun setiap satu atau dua tahun, semuanya menjadi simetris sepenuhnya, dan kita dapat melihat peristiwa luar biasa yang kita sebut gerhana matahari total.

Para astronom tidak yakin seberapa sering simetri seperti itu terjadi antara planet lain, matahari, dan bulan, namun menurut mereka hal ini cukup jarang terjadi. Sekalipun demikian, kita tidak boleh berasumsi bahwa kita istimewa, karena anehnya, segala sesuatu hanyalah masalah kebetulan. Misalnya, setiap tahun bulan menjauh dari Bumi sekitar empat sentimeter, yang berarti miliaran tahun yang lalu, setiap gerhana matahari akan terjadi total.

Jika hal ini terus berlanjut, gerhana total pada akhirnya akan hilang, disusul gerhana tahunan (jika planet bertahan selama itu). Oleh karena itu, kita sebenarnya dapat berasumsi bahwa kita berada di tempat yang tepat pada waktu yang tepat. Tapi benarkah? Beberapa orang berteori bahwa simetri matahari dan bulan justru merupakan faktor yang memungkinkan adanya kehidupan di Bumi.