Kediler Gerçekten Sıvı mı?
Yeni Yıl’ın ilk gününde yaklaşık 15 yıl önce kedinizi aramak için saatler harcadık. Havai fişekler, zavallı hayvanı o kadar korkuttu ki bir yere saklanmıştı. Tüm favori yerlerini aradık ama başarısız olduk. Kediyi bulamadık gibi görünüyordu. Ancak bir noktada, şöminemizin altında uzun, dar bir açıklıktan çıkan siyah ve tüylü bir şey gördüğümüzde şaşırdık. Tigrou, ev kedimiz, kedinin sığması için çok dar görünen bir boşluğa saklanmıştı. Başka birçok insan da benzer gözlemler yaptı. Kedileri sıvı olarak adlandıran mizahlar yıllardır çevrimiçi dolaşıyor. Ve bunlar Jacques Monod Enstitüsü’nden fizikçi Marc-Antoine Fardin’ın dikkatini çekti, şu anda Paris Şehir Üniversitesi ve Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi’nde çalışıyor. “Araştırma amaçlı tabii ki İnternet’te zaman harcıyorum,” dedi 2019 TEDx konuşmasında. 2014 baharında Fardin, kedilerin sıvı davranışlarını bilimsel olarak incelemeye başladı – gerçek işinden kaçınmasına olanak tanıyan bir hobi. “Bu erteleme aslında bazı başarılar getirdi,” dedi konuşmasında. “Beni güldüren ve düşündüren araştırmaları ödüllendiren Ig Nobel Fizik Ödülü’nü kazandı.”
Kediler ve Sıvı Davranışları
Madde durumları, katılar ve sıvılar gibi düşünmenin birden fazla yolu vardır. Örneğin, okulda katıların moleküllerinin sıkıca yerleştirildiğini ve sabit pozisyonlarda olduğunu, sıvıların ise birbirleri etrafında daha serbestçe hareket ettiğini öğrenmiş olabilirsiniz. Ancak Fardin’in araştırması sıvı dinamiği veya reoloji bilimi üzerine kuruludur. Bu alanda, sabit bir hacme ve sabit bir şekle sahip olan nesneler katıdır. Bununla birlikte, sıvı maddelerin hacmi aynı kalır, ancak şekilleri değişebilir. Bu kriter kedilere uygulanıyor gibi görünüyor: sabit bir hacme rağmen, bir karton kutu veya lavaboya sığacak şekilde istedikleri gibi eğilebilirler. Bu, kedilerin sıvılar olarak sınıflandırılması gerektiği anlamına mı geliyor?
Bir Sıvı Nedir?
Önceki verilen sıvı tanımı dolayısıyla tamamen geçerli değildir. Bir şeyi ne kadar süreyle gözlemlediğinize bağlı olarak sıvı olan şey belirgin hale gelir. Reologlar bu nedenle, bir nesnenin ne kadar sıvı olduğunu belirten gözlem süresine (T) bağlı bir değer olan Deborah sayısını (De) kullanırlar. İlke olarak, Deborah sayısı ne kadar küçükse, madde o kadar sıvı kabul edilir.
Bu sayı ayrıca, dinamik viskoziteyi belirleyen bir değer olan “gevşeme zamanı” (τ) da bağlı olduğu için önemlidir. Bir nesneye su dökerseniz, bardağı hızla doldurur, bu nedenle gevşeme zamanı çok kısadır. Ancak bal gibi viskoz bir sıvıyla, daha uzun süre beklemeniz gerekir. İlişki zamanını ve gözlem zamanını τ⁄T oranında ayarlayarak, Deborah sayısını elde edersiniz. Değerler 1’den küçükse, malzemeler sıvı olarak kabul edilir. Eğer Deborah sayısı 1’den büyük veya eşitse, katı oldukları söylenir.
Uzun süre boyunca bir şeyi gözlemledikçe, Deborah sayısı daha da küçülür ve daha akıcı görünür. Dağlar bizim için tartışmasız katıdır. Bir insan ömrü boyunca, akış davranışı tespit edilemez. Ancak milyonlarca yıl sonra, bu değişir. Aslında, Deborah sayısının adı, Eski Ahit’in “Deborah’ın Şarkısı” olarak bilinen bir bölümdeki bir dizeden gelir.
Kediler ve Sıvılık
Neyse ki, reolojik çalışmalar yapılabiliyor ve bunlar kedilerin birçok sıvı özelliğini ortaya çıkarıyor. Kedilerin Deborah sayısını hesaplamak için gevşeme zamanlarını belirlemek gerekiyor. Bu, türüne, yaşına ve benzerlerine bağlı olarak hayvandan hayvana değişir. Örneğin, genç yavru kediler, çok hareketli oldukları için gevşeme zamanı daha uzun olabilir. Çevrelerine şekil alıp uyum sağlamaları saatler sürebilir.
Fardin’in çalışmasında belirttiği gibi, kedilerin sıvılarla diğer özellikleri de paylaştığı ortaya çıktı. Örneğin, minimum bir güç miktarının uygulanması gereken minimum miktarın bir gerilme stresine sahiptirler. Aynı şey, sıkılması gereken plastik bir kavanozdaki ketçap için de geçerlidir. Ayrıca, kediler, bir sıvı gibi, vücutlarını girdikleri kaplara uyarlarlar, böylece onları tamamen doldururlar. Kedilerin bazı sıvılarla ortak bir özelliği daha vardır, yüksek yüzey gerilimi, bu özellik küçük bir kapta içeriye veya dışarıya bastıklarında devreye girer.
Fardin, kedilerin diğer akış özellikleriyle de ilgileniyordu, örneğin, burulma yaratabilirler mi? Ancak kediler, çalışmasında belirttiği gibi, “biyolojik olarak aktif malzemeler” sınıfına girer, bakteriler, sürüler ve okullar gibi, bunlara “kendi itici güçleri” olan malzemeler, bu nedenle bu şekilde değerlendirmek zordur. “Sonuç olarak, daha yapılacak çok iş var, ama kediler reolojik araştırmalar için zengin bir model sistem olmaya devam ediyor,” diye yazdı Fardin.
Kediler ve Sıvı Davranışı: Sonuç
Biyoloji bu soruya farklı bir bakış açısı sunar. Hayat bilimleri açısından, bu hayvanlar, hareketli (ve bazen eksik) bir köprücüğe sahip olmaları nedeniyle – insanlar gibi diğer yaratıklara kıyasla – bir sıvıyı andırırlar. Başlarını bir açıklıktan geçirince, geri kalan vücut kolayca takip edebilir. Bu, Tigrou’nun şöminemizin altındaki dar boşluğa nasıl aktığının hikayesidir. Bu makale orijinal olarak Spektrum der Wissenschaft’da yayınlandı ve izinle çoğaltıldı.
Kedilerin Sıvılığı Akademik Çevrelerde Tartışılıyor
Bu tartışma, kedilerin akışkan davranışlarının bilimsel bir temele oturtulması açısından oldukça ilginç bir konuyu gündeme getiriyor. Fardin’in araştırması, sıvıların ve katıların sınıflandırılmasına ilişkin geleneksel tanımların sorgulanmasına yol açıyor. Kedilerin esneklikleri ve şekillerini değiştirme yetenekleri, bu konunun karmaşıklığını artırıyor. Bu nedenle, akademik çevrelerde, kedilerin sıvı olarak kabul edilip edilmemesi konusunda hala devam eden bir tartışma bulunmaktadır.
Bu ilginç araştırma, kedilerin sıvı mı yoksa katı mı olduğunu belirleme konusunda kesin bir cevap veremese de, kedilerin akışkan davranışlarının bilimsel bir perspektiften incelenmesine olanak tanıyor. Bu tür çalışmalar, bilim insanlarının ve araştırmacıların, geleneksel sınıflandırmaların ötesine geçerek doğanın karmaşıklığını daha iyi anlamalarını sağlayabilir. Kedilerin sıvı davranışlarının incelenmesi, reolojinin ve akışkan dinamiğinin daha geniş bir anlayışını teşvik edebilir ve bilimsel araştırmalara yeni bir bakış açısı getirebilir.
