Kedilerin karton kutulara sığma, lavabolarda kıvrılma ya da şişelerin içine sıkışma konusundaki becerileri uzun süredir internet esprilerine konu oluyor. Hatta bu durum, kedilerin “sıvı” sayılıp sayılmayacağına dair bilimsel bir tartışmayı bile tetiklemiş durumda. Paris Şehir Üniversitesi’nde fizikçi olarak görev yapan Marc-Antoine Fardin, 2014 yılında bu fikri ciddiye aldı ve reoloji, yani akışkanlar fiziği çerçevesinde incelemeye başladı.
Geleneksel tanıma göre katı maddeler sabit şekil ve hacme sahipken, sıvılar yalnızca hacimlerini korur; şekilleri ise bulundukları kaba göre değişir. Bu tanım, kedilere şaşırtıcı şekilde uyuyor. Hacimleri değişmese de, istedikleri gibi bükülerek bulundukları alanı tamamen doldurabiliyorlar.
Fardin, bu sıradışı çalışmasıyla 2017 Ig Nobel Fizik Ödülü’nü kazandı. Bu ödül, ilk bakışta absürt görünen ama düşündürücü araştırmalara veriliyor. Fardin’in çalışması da tam olarak bu tanıma uyuyor. Çünkü aslında kedilerin sıvı olup olmadığı sorusu, bizi maddenin halleri ve zamanla değişen davranışları üzerine düşünmeye zorluyor.
Deborah Sayısı ve Kedilerin Sıvılığa Yakınlığı
Reolojide, bir maddenin sıvı gibi davranıp davranmadığını belirlemek için Deborah sayısı (De) kullanılır. Bu sayı, maddenin rahatlama süresi (τ) ile onu ne kadar süreyle gözlemlediğinizin zamanı (T) arasındaki orana dayanır.
Rahatlama süresi, bir sıvının içine konduğu kabın şekline uyum sağlaması için geçen süredir. Örneğin su, bardağa döküldüğünde hemen kabın şeklini alır; rahatlama süresi çok kısadır. Ancak bal gibi yoğun sıvılarda bu süre daha uzundur.
Deborah sayısı, bu iki sürenin oranıyla hesaplanır: τ⁄T. Eğer bu oran 1’in altındaysa madde sıvı, 1 veya üzerindeyse katı kabul edilir. Bir şeyi ne kadar uzun süre gözlemlerseniz, Deborah sayısı o kadar küçülür ve madde daha sıvı davranışlar sergiler. Örneğin dağlar bizim için kesinlikle katıdır. Bir insan ömrü boyunca hiçbir akma belirtisi görülmez. Ancak milyonlarca yıl içinde dağların bile şekil değiştirdiği fark edilebilir.
Kediler Neden Sıvıdır?
Kedilerin Deborah sayısını hesaplayabilmek için öncelikle rahatlama sürelerinin (τ) belirlenmesi gerekir. Bu süre, kedinin türüne, yaşına ve bireysel özelliklerine göre değişir. Örneğin, yavru kediler çok hareketli olduklarından çevrelerine uyum sağlamaları uzun sürer. Sakinleşmeleri saatler alır ve bu da daha yüksek bir rahatlama süresi anlamına gelir.
Fardin, 2014 yılında Rheology Bulletin dergisinde yayımladığı çalışmasında, genç yetişkin kedilerin rahatlama süresinin bir saniye ile bir dakika arasında değiştiğini öne sürdü. Bu tahminle Deborah sayısını hesaplamak olasıdır. Örneğin bir kedi, beş saniye içinde küçük bir karton kutuya sığarsa ve bir dakika boyunca gözlemlenirse, De = 0.0833… olur. Bu değer 1’in oldukça altındadır ve kedinin sıvı gibi davrandığını gösterir.
Fardin, kedilerin başka sıvı benzeri özelliklere de sahip olduğunu belirtmiştir. Örneğin, “akıma başlama gerilimi” gösterirler—yani bir kaptan çıkabilmeleri için belli bir kuvvet uygulanması gerekir. Tıpkı plastik şişedeki ketçap gibi; akması için sıkmak gerekir. Ayrıca kediler, bulundukları kabın şeklini alarak içini tamamen doldururlar. Yüksek yüzey gerilimine sahip oldukları da görülür; bu özellik, dar alanlara girip çıkarken belirginleşir.
Fardin, kedilerin türbülans yaratıp yaratamayacağı gibi başka akış özellikleriyle de ilgilenmiştir. Ancak belirttiği gibi, kediler bakteri, kuş ve balık sürüleri gibi biyolojik olarak aktif maddeler sınıfına girer. Kendi hareket gücüne sahip oldukları için bu tür sistemler klasik fiziksel ölçütlerle analiz edilmesi zor yapılardır.
“Sonuç olarak,” diye yazar Fardin, “araştırılması gereken çok şey var ama kediler, reolojik çalışmalar için oldukça zengin bir model sistem sunuyor.”
Biyoloji açısından bakıldığında da kediler, insana kıyasla sıvıya daha çok benzer. Bunun nedeni esnek ve çoğu zaman neredeyse kaybolmuş gibi görünen köprücük kemikleridir. Kafaları bir aralıktan geçebiliyorsa, vücutlarının geri kalanı da kolaylıkla geçer.
Sonuç: Sıvı mı, Değil mi?
Kedilerin sıvı olup olmadığına dair kesin bir yanıt yok. Çünkü bu soru, zaman ölçeği gibi gözleme bağlı değişkenlere dayanıyor. Ancak kediniz çok hareketliyse ve girdiği kabın içerisine yerleşmesi uzun sürüyorsa, rahatlama süresi deneysel süreden büyük olacağı için sonuç 1’den küçük olacaktır. Bunun sonucunda da kediniz de ‘sıvı’ olarak tanımlanmayı hak edecektir.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Liquid Cats, Didgeridoo Research and More From the 2017 Ig Nobel Prizes. Yayınlanma tarihi: 15 Temmuz 2017. Bağlantı: Liquid Cats, Didgeridoo Research and More From the 2017 Ig Nobel Prizes
- Are Cats Actually Liquid? Yayınlanma tarihi: 23 Ocak 2025. Kaynak site: Scientific American. Bağlantı: Are Cats Actually Liquid?
- Poole, Robert. (2012). The Deborah and Weissenberg numbers. The British Society of Rheology – Rheology Bulletin. 53. 32-39.
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
