Kedilerin karton kutulara sığma, lavabolarda kıvrılma ya da küçücük kapların içine yerleşme konusundaki becerileri uzun süredir internet esprilerine konu oluyor. Bu gözlemler zamanla eğlenceli bir soruyu da beraberinde getirdi: Kediler sıvı sayılabilir mi?
Fizikçi Marc-Antoine Fardin, 2014 yılında bu soruyu bilimsel kavramlar üzerinden ele aldı. Bu sıra dışı yaklaşımı ona 2017 Ig Nobel Fizik Ödülü’nü kazandırdı. Ancak konunun asıl ilginç yanı, kedilerin gerçekten sıvı olup olmadığından çok, bir maddenin davranışını değerlendirirken zaman ölçeğinin neden önemli olduğunu göstermesidir.
Bir Madde Ne Zaman Akışkan Gibi Davranır?
Bir maddenin belirli bir zaman ölçeğinde katı gibi mi yoksa akışkan gibi mi davrandığını anlamak için Deborah sayısı kullanılabilir. Bu sayı, maddenin rahatlama süresinin (τ) gözlem süresine (T) oranıdır. Yani De = τ / T biçimindedir.
Rahatlama süresi, bir malzemenin uğradığı değişime uyum sağlaması için gereken karakteristik süredir. Su bir kaba döküldüğünde çok kısa sürede kabın şeklini alır. Bal gibi daha yoğun akışkanlarda ise bu uyum daha uzun sürer.
Deborah sayısı küçükse malzeme, gözlemlediğimiz süre içinde akışkan gibi davranmaya daha yatkındır. Sayı büyüdükçe katı ya da elastik davranış daha belirgin hâle gelir. Bu nedenle bir malzemenin nasıl göründüğü, onu hangi zaman ölçeğinde gözlemlediğimize de bağlıdır.
Örneğin dağlar günlük yaşamımızda bütünüyle katı görünür. Ancak jeolojik zaman ölçeklerinde kayaçlar çok yavaş biçimde şekil değiştirebilir ve akış benzeri davranışlar gösterebilir. Yani yeterince uzun bir zaman aralığına baktığımızda, son derece katı görünen maddelerin bile farklı davrandığını görebiliriz.
Kediler Neden Sıvı Gibi Davranır?
Fardin, kedilerin Deborah sayısını tartışabilmek için önce onların bulunduğu ortama uyum sağlama süresini ele aldı. Çalışmasında genç yetişkin kediler için bu sürenin yaklaşık bir saniye ile bir dakika arasında değişebileceğini öne sürdü. Buna göre bir kediyi yeterince uzun süre gözlemlerseniz, Deborah sayısı küçülür ve kedi giderek daha akışkan benzeri bir davranış sergiler.
Örneğin bir kedi birkaç saniye içinde küçük bir kutuya yerleşebiliyor ve daha uzun süre orada kalıyorsa, bulunduğu kabın biçimine uyum sağlamış demektir. Fardin’in yaklaşımında bu, kedinin düşük Deborah sayısına sahip olduğu ve dolayısıyla sıvı benzeri davrandığı anlamına gelir.
Fardin, kedilerin sıvılara benzeyen başka davranışlarını da aynı yaklaşımla ele aldı. Örneğin bir kedinin dar bir kaptan çıkmak için önce belli bir kuvvet uygulaması gerekmesini, bazı akışkanların ancak belirli bir gerilimin üzerinde akmaya başlamasına benzetti.
Kedilerin kapların kenarlarına tutunması ve dar açıklıklardan geçerken biçim değiştirmesi üzerinden yüzey gerilimi gibi kavramları da tartıştı. Hatta çok sayıda kedinin birlikte hareket etmesi durumunda türbülansa benzer davranışların ortaya çıkıp çıkamayacağını sorguladı.
Fardin’in çalışmasının amacı kedileri yeni bir madde hâli olarak sınıflandırmak değildi. Asıl yaptığı, reolojinin kavramlarını alışılmadık ve eğlenceli bir örnek üzerinden düşünmeye açmaktı.
Sonuçta kediniz girdiği kabın içine kısa sürede yerleşiyor ve siz onu bundan daha uzun süre gözlemliyorsanız, Deborah sayısı 1’in altına düşecektir. Bu durumda kediniz de en azından Fardin’in hesabına göre “sıvı” olarak tanımlanmayı hak eder.
Kedilerin Anatomisi de Buna Uygun
Kedilerin küçük kutulara ve dar aralıklara kolayca sığabilmesinin temelinde oldukça esnek vücut yapıları vardır. Omurgaları birçok memeliye kıyasla daha hareketlidir; omurlar arasındaki esnek bağlantılar vücudun kolayca bükülmesine ve dönmesine izin verir.
Omuz yapıları da bu hareketliliği destekler. Kedilerin köprücük kemikleri, insanlarda olduğu gibi omuz kuşağını gövdeye sıkıca sabitlemez. Bu nedenle omuzlarını birbirine yaklaştırabilir ve gövdelerini oldukça dar açıklıklardan geçirebilirler. Kısacası kediler fiziksel anlamda sıvı değildir; ancak esnek iskeletleri ve güçlü kasları sayesinde bazen bir sıvı kadar bulundukları yere uyum sağlayabilirler.
Okuma Önerisi: Kediler Neden Dört Ayakları Üzerine Düşer? Cevabını Fizik Versin!
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.
- Auquilla, Majito. On the Rheology of Cats.
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
