Igazán furcsa és érdekes ez a jelenség.
Képzelj el egy kaotikus űrszemét-halmazt, ami egy bolygó körül kering. Régi természetes holdak törmelékei és egyéb darabok – mindez különböző irányokba mozog, különböző sebességgel. Úgy tűnik, ez a rendetlenség örök káoszra van ítélve.
Ennek a furcsa anyagnak egyfajta felhőt kellene alkotnia, amelyben a pályák rendeződnek, de logikailag az egésznek mégis káosznak kellene tűnnie. Azonban, a várakozásokkal ellentétben, hosszú távon ez a rendezetlenség valami strukturáltabb dolog kialakulásához vezethet. Így jönnek létre a gyűrűk.
Ennek a meglepő átalakulásnak (metamorfózisnak) az oka a fizika egy alapelvében rejlik – az ütközések során történő impulzuscserében. Minden alkalommal, amikor két törmelékdarab ütközik egymással, energiát és impulzust (lendületet) cserélnek.
Ez talán absztraktnak hangzik, de nézzünk egy egyszerű példát: két kő, amelyek különböző szögekben keringenek a Föld körül. Képzeld el, hogy az egyik „északkeleti” irányban halad, a másik pedig „délkeleti”. Ütközéskor mindkettő megváltoztatja a pályáját, eltérve az eredeti irányától. Ennek eredményeként mindkettő inkább kelet felé fog mozogni, mint korábban, kisebb északi vagy déli eltéréssel.
Most képzeld el, hogy két kő helyett egy felhőnk van, amely milliónyi ilyen részecskéből áll. Tegyük fel, hogy ez a felhő több száz millió évig létezik. Ezalatt az idő alatt trilliónyi és trilliónyi ütközés és kölcsönhatás történik. Végül az összes részecske pályamenti impulzusa (lendülete) átlagolódni kezd. Többségük hasonló pályákon fog mozogni, nagyjából egy irányba – abba az irányba, amely az egész kezdeti felhő átlagos iránya volt.
Ha megfigyelhetnéd ezt a folyamatot gyorsított tempóban, látnád, ahogy a felhő fokozatosan „kilapul” és gyűrűszerű szerkezetté alakul át. Ez hasonlít egy kifújt levegőből képződő füstkarika formálódásának lassított felvételére.
Hasonló jelenség ékes példái a Szaturnusz gyűrűi. Elképesztő vékonyságukat részben a közelükben található kis holdak gravitációs hatása magyarázza. Ezek a holdak „pásztorokként” működnek, stabilabb pályákon tartva a részecskéket és megakadályozva, hogy azok kiszóródjanak a gyűrűből.
Fontos különbség, hogy sok ismert gyűrű, mint a Szaturnuszé is, eredetileg holdak anyagából jött létre. Amikor ezeket szétzúzta a bolygó gravitációja vagy egy ütközés, az anyaguk már eleve egy viszonylag rendezett, lapos síkban volt. Ezzel szemben, ha a Föld körül alakulna ki egy gyűrű az űrszemétből, az teljesen más alapokról indulna: kaotikusan keringő, véletlenszerűen szétszóródott törmelékből.
De éppen ez a csavar a történetben! Még ebből a teljesen kaotikus, irányíthatatlannak tűnő törmelékrajból is – a fizika törvényeinek (az ütközések és impulzuscsere révén történő átlagolódásnak) köszönhetően – végül egy rendezett, a Szaturnusz híres gyűrűire emlékeztető, lenyűgöző és gyönyörű szerkezet jöhetne létre. Ez a folyamat lenne a tökéletes példa arra, hogyan képes a rend spontán kialakulni a káoszból, még a kozmosz hatalmas ürességében is.
