Araştırmacılar, laboratuvarda yaptıkları yağmur odasında, sivrisineklerin uçuşlarını videoya kaydettiler. Bir yağmur damlası, sivrisineğe çarptığında onun havada dönmesine sebep olmakta ve birkaç santimetre birlikte düştükten sonra, sivrisinek damlanın altından kayıp zarar görmeden uçuşuna devam etmektedir.

Şiddetli yağmurda avucunuzu açarsanız, damlalar avucunuza çarpar ve bir kuvvet hissedersiniz. Çünkü avucunuz damlaların hareketine direnç gösterir. Ancak sivrisinekler yağmur damlasının hareketine karşı koyamayacak kadar hafiftir. Bu sebeple sivrisinekler damlayla birlikte düşerler. Bir balonu yumruklarsanız zarar veremezsiniz, çünkü direnç göstermez. Aynı şekilde sivrisineği tek elle öldüremezsiniz, onu iki eliniz arasında sıkıştırmanız gerekir.

Arıların çiçeklere ve diğer bitkilere çarpmasındaki tesir, hareket eden bir yağmur damlasının sivrisineğe çarpmasından çok daha fazladır. Araştırmacılar, Bombus arılarının ziyaret ettiği çiçek tarlalarına kameralar ve mikrofonlar yerleştirdiler. Kaydedilen sesi yavaşlatarak dinlediklerinde, ara sıra darbeler hâlinde gelen tuhaf bir tıkırtı sesi duydular. Bu sesleri video görüntüleriyle eşleştirdiklerinde, bir arının kanadının dakikada 50–100 defa çiçeklere çarptığını anladılar. Bu düzenli çarpma, arı kanadının kenarlarının zamanla zedelenmesine ve daha pürüzlü hale gelmesine sebep olmaktadır.

Bir uçak kanadı, Bombus arılarının defalarca mârûz kaldığı çarpışmalardan birine bile dayanamaz. Bu kısmen arı kanadının hafifliğinden kısmen de kanadın imal edildiği kitin proteininin dayanıklığındandır. Uçaklar pervanelerle kaldırma kuvveti üretirken, arılar kanatlarını saniyede yaklaşık 200 defa çırparak bu kuvveti sağlar. Uçarken yüksek enerji harcarlar, bu sebeple yavaşlayarak çarpmalardan kaçınmaları zordur. Uçmak yürümekten 10 kat daha fazla enerji tüketir ve bir bal arısı her yolculukta vücut ağırlığının en az %30’u kadar bir polen yüküyle yuvaya döner.

Böceklerin, kanatlarına zarar vermeden bitkilere nasıl konduğunu anlamak için araştırmacılar kontrollü çarpma testleri yaptı. Bombusarılarını ve eşek arılarını (Vespa) soğuk hava ile uyuşturup kanatlarını kapatmamaları için kuruyan bir yapıştırıcı ile sıvayarak deneyler yaptılar. Normal durumda arının kanadı hareket ederken sert bir engelle karşılaştığında üzerindeki kırışıklıklar sayesinde direnç göstermez ve bükülür. Böceklerin zar gibi ince kanatları bir damar ağı ile örülmüştür. Böcek bir yaprağa veya dala çarptığında bu damar ağı kanatların buruşarak kıvrılmasına sebep olurken, yırtılıp parçalanmasını da engeller; böcek çarptığı daldan uzaklaştığında, damarlarındaki enerji kanadın yeniden açılıp düzleşmesini sağlar. Yaban arısının kanadına hassas statik ve dinamik hesaplarla yerleştirilen damar ağının teşkil ettiği kırışma bölgelerinden kıvrılması sayesinde kanatları yırtılıp parçalanmaktan korunur. Kanattaki bu damarlar çok esnek bir protein olan resilinden yapılmıştır. 300 binden fazla çarpışma testi neticesinde, yapışkan madde ile hareketi kısıtlanmış kanatlar parçalanırken, serbest hareket eden kanatlar sağlam kalmıştır.

Başka bir çalışmada, yaban arısının kanadına çok hafif ultramarin maddesi sürülüp kurutulmuş ve esnekliği engellenmiş durudayken üzerine hafif plastikten boncuklar takılarak taşıyabileceği yük ile kanatlarının esnekliği engellenmemiş arıların taşıyacağı yük ölçüldüğünde, esnek kanatlı arıların %10 daha fazla yük taşıdıkları ve %10 daha az enerji harcadıkları tespit edilmiştir. Deneylerin devamında dar bir kanala yerleştirilip dönme dolabı gibi döndürülen yaban arısının, her dönüşte sert bir cisme çarpması sağlanmıştır. Bir yaban arısının ömrü boyunca mârûz kalacağı 400.000 çarpışma, yarım saat içinde dönme dolaptaki arıya uygulanmıştır. Neticede sertleştirilmiş kanattaki aşınmaların daha fazla olduğu, esnek kanatların ise darbelere dayanıklı olduğu görülmüştür. Bu deneylerden hareketle, gelecekte yapılacak uçan robotların kanatlarına kırışma bölgeleri ekleyerek daha az enerjiyle, daha uzağa uçmaları ve çarpmalardan kaynaklı hasarların azaltılabileceği gösterilmiştir.

Böceklere verilen bu kabiliyetin temelinde yatan birinci faktör, kanatların kıvrılma bölgelerindeki resilin maddesinin harika özelliği, diğeri de kitinden yapılmış zar inceliğindeki kanatların mimarisidir. Bu madde, normal uzunluğunun üç katına kadar uzayabilir ve enerjisinin %97’sini geri kazanır. Buna karşılık, bir golf topu %74, bir tenis topu %50 ve bir tahta top %35 sıçrayabilir. Sentetik biyo-uyumlu resilin, spor alanında önemli uygulamalara sahip olabilir. Omurgalıların kaslarını kemiğe bağlayan kirişler (tendon), enerjinin %90’ını geri kazanır. Gelecekte bu resilin maddesi tendonlara uygulanabilirse, aynı enerji ile %10 daha fazla yol almak mümkün olabilir. Aklı ve şuuru olmadığı hâlde böcekler için en uygun yapı malzemesinin resilin ve kitin olduğunu bu hayvanlar nasıl bilebilir?

Hamam böcekleri, sürekli yırtıcı hayvanlardan kaçmak zorunda oldukları için çarpmalara karşı özel bir kabiliyete sahiptir. Bir hamam böceği, herhangi bir harekete insandan 10 kat daha hızlı olarak, saniyenin 1/50’sinde tepki verebilir. Saniyede vücut uzunluğunun 25 katı kadar bir süratle (saatte 4 km) koşar. Hızla hareket ettiği için çevresindeki nesnelere çarpar. Görüntülerde, duvara çarpıp sekerek doğrudan duvara tırmandığı gözlenmiştir. Duvarın altında küçük bir çatlak varsa, vücudunu hemen o dar çatlağa sıkıştırır ve avcısının görüş alanından çıkar.

Laboratuvarda hamam böcekleri için engelli bir parkur inşa edildi. Hamam böceklerinin tercihi yapraklarla dolu bir orman zeminidir, çünkü kahverengi ve siyah renkleriyle kamufle olurlar. Parkurda bir tünel vardı ve tavan yüksekliği hamam böceğinin yüksekliğinin dörtte biri kadardı. Hamam böceği antenleriyle tüneli keşfetti, sonra başını içeri sokup birkaç kez çarptı. Hamam böceği 12 mm boyundaydı ve delikten dört kat uzundu. Ön ayaklarıyla vücudunu çekerek tünele girdi. Cam duvarlar sayesinde vücudunu sıkıştırdığı görülebiliyordu. Ayakta dururken altındaki bacakları artık yatay olarak yayılmıştı. Araştırmacılar bir çubukla dürttüler ve hamam böceği yengeç yürüyüşü ile uzaklaştı. Daha fazla dürtülünce hızlandı ve düzleşmiş vücuduyla koşmaya başladı. Hamam böceği esnek eklemleri sayesinde ezilmişken bile tam hızda koşabiliyordu. Bacak eklemleri esnek tabakalarla kaplıdır. Karnı da jaluzi gibi üst üste binen plakalarla korunur. Daha sonra kaçmasını önlemek maksadıyla, hamam böceğini her tarafı şeffaf duvarlarla donatılmış mekanik bir prese koydular ve vücut ağırlığının 900 katı kadar bir basınç uyguladılar. Bu basınç, bir kişiyi tek odalı bir dairenin altında ezmeye eş değerdir. Göbek plakaları yavaşça genişledi ve hamam böceğinin sıvıyla dolu yumuşak iç kısmı şeffaf zarlardan dışarı doğru uzadı. Kuvvet kaldırıldığında şeffaf zarlar, hamam böceğinin normal şekline geri dönmesine sebep oldu. Hamam böceği böyle bir basınç altında bile zarar görmeden uzaklaşmayı başardı.

Bir hamam böceğinin hayatta kalabileceği maksimum itme kuvveti, dış iskeletinin sardığı sıvının basıncına ne kadar dayanabileceğiyle sınırlıdır. Fakat robotlar, içinde sıvı yerine hava boşlukları bulunan parçalardan yapılırlar ve bir kâğıt parçası kadar küçüldüklerinde bile çalışabilirler. Bundan ilham alan araştırmacılar, 2009 senesinde mikrofabrikasyonla DASH isimli, avuç içi büyüklüğünde, 30 gramlık bir robot ürettiler. Saniyede vücut uzunluğu kadar (saatte 16 km) yol alabilen ve ezilmelere rağmen çalışmasını devam ettirebilen bu robot, yumuşak bir dış yüzeye sahipti.

Yaratıcımızın şefkat ve merhametinden kaynaklanan hayvanlardaki vücut örtüsü ve iskelet elemanlarının, ezilmelere karşı esneyerek, mârûz kaldıkları sertlik ve basınçtan zarar görmemeleri gibi, acaba bizler de mârûz kaldığımız sertlik ve haşinlikten zarar görmemek için esnek olmayı tercih edemez miyiz?

Kaynak

D.L. Hu, How to Walk on Water and Climb Up Walls: Animal Movement and the Robots of the Future, New Jersey: Princeton University Press, 2018.

]]> https://caglayandergisi.com/2024/05/01/canli-sistemlerde-ritim/ Wed, 01 May 2024 12:57:59 +0000 https://caglayandergisi.com/?p=302415 Tabiatta müşahede edilen ve ancak 30 sene kadar önce anlaşılabilen ilgi çekici hâdiselerden biri, bazı ateş böceği türlerinin ışıklarını senkronize bir şekilde yaymalarıdır. Bu canlılar, vücutlarındaki maddelerin reaksiyonları sonucu ışık üretirler, yani biyolüminesans gösterirler. Bu böcekler, saniyede yaklaşık iki defa bir dizi ışık parıltısı yayıp bir süre normal kalır ve tekrar ışık parıltısı gösterirler. Bu durumda iki mühim soru ortaya çıkar:

1) Bu basit zannedilen canlı, saniyede iki kerelik bir ritmi nasıl belirler?

2) Aynı türden binlerce hayvan, bir komutanın emriyle yatıp kalkan askerler gibi, hep birlikte uyumlu şekilde, nasıl ışık yayabilir?

            Amerikalı biyolog John Buck ve eşi, çok sayıda erkek ateş böceğini, 50’li gruplar hâlinde, karanlık odalarda serbest bıraktılar. Başlangıçta böcekler her yöne uçuyor ve zaman zaman gözlerini kırpıştırıyorlardı. Daha sonra daha küçük gruplar hâlinde odanın duvarlarına konduklarında, her bir grup zamanla yanıp sönmeye başladı. Sonunda gruplar koordine oldu ve bütün topluluk aynı anda parlamaya başladı. Günümüzde, eş zamanlı yanıp sönmenin yeterli sayıda hayvanın bir araya gelmesi durumunda gerçekleştiği ve bu sürecin maksadının, yerde kalan dişilere yukarıdaki erkeklerin üremeye hazır olduklarının sinyalini göndermek olduğu bilinmektedir. Fakat asıl mühim olan, binlerce hayvanın sinyallerini mükemmel bir şekilde koordine edebilmesidir.

            İzole edilmiş bir ateş böceği bile, bütün sürünün gösterdiği frekansta, saniyede yaklaşık iki defa yanıp söner. İlk bakışta, her bir böceğin, belli aralıklarla yanıp sönmesine imkân tanıyan, âdeta bir metronom gibi yerleşik bir zamanlayıcıya sahip olması beklenir. Buck ve eşi, kendi kullandıkları parlayan ışık sinyalleriyle, ateş böceklerinin yanıp sönme frekansını değiştirmenin mümkün olduğunu keşfettiler. Böcekler, ışık yaymalarını, Bucks’un ışığının frekansıyla senkronize olacak şekilde ayarladılar. Bu durum, ateş böceklerinin sadece bir zamanlayıcıya sahip olmakla kalmayıp aynı zamanda bu zamanlayıcıyı düzenleyebildikleri mânâsına geliyordu.

            Ateş böceklerinin yaydığı ışıkların (flaşların) sıklığı 560±6 milisaniyede bir idi. Bu değer, saniyede iki flaşa karşılık gelir. Farklı böceklerin sinyalleri birbiriyle 20 milisaniyeye kadar çakışmıştı. Belirli bir böcek, komşusunun yanıp söndüğünü gördüğünde bu kadar hızlı bir şekilde yanıp sönemeyeceği için, senkronizasyonun tesis edilmesi karmaşık görünüyordu. Bu nasıl mümkün olabilirdi?

Hollandalı fizikçi Christiaan Huygens (1629–1695) sarkaçlı saatin mucididir. 1665’te bir hastalık sebebiyle birkaç gün yataktan kalkamadığında, odasındaki sarkaçlı iki farklı saatin vuruşlarının, senkronize edilmeden çalıştırıldıktan bir süre sonra senkronize hâle geldiğini gördü. Bunun açıklaması basitti: aynı masada bulunmaları sayesinde saatler titreşimleri iletiyor ve bir süre sonra sarkaçlar uyum içinde salınıyorlardı. Aynı durum, 2. Şekil’de verilen iki farklı metronomla da gözlenebilir. Hareketli bir platformda 50’den fazla metronomla yapılan deneyler, senkronize olmadan başlatılan metronomların birkaç dakika içinde senkronize olduklarını göstermiştir. Acaba bunun hayvan sürülerinin davranışlarıyla örtüşen bir tarafı var mıydı?

            Ateş böceklerinin yanıp sönmelerine benzer bir senkronizasyon, bazı çekirgeler ve cırcır böceklerinin cıvıldaşmalarında da görülür. Kuzey Amerika’da “Karlı Ağaç Cırcır Böceği” olarak bilinen, cıvıltılarını senkronize edebilen ve zaman içinde bir koro hâlinde cıvıldamaya devam eden özel bir tür bulunmaktadır (3. Şekil). Bu böceklerin cıvıltı frekansı, ortamın sıcaklığına bağlı olarak değişir ve bu sebepten sanki bir termometre vazifesi görürler.

Cırcır böcekleri uzatılmış kanatlarını, çekirgeler ise bacak ve kanatlarını birbirine sürterek ses çıkarırlar. Fakat iki türde de dişileri çekmek maksadıyla cıvıldayanlar sadece erkeklerdir. Erkekler ne kadar çok cıvıldarsa çoğalma zamanı o kadar geçmek üzere demektir. Bu sebeple koro hâlinde cıvıldamak için senkronizasyonla bu sinyal güçlendirilir. Cırcır böceklerinin cıvıltıları uzun bir ötme dizisinden oluşur. Her bir ötüş, saniyenin onda biri kadar olup sırasıyla beş veya sekiz darbeden oluşur. Bu sebeple belirli bir ötme neredeyse tek bir ton gibi ses çıkarır. Sıcaklığa bağlı olarak gerçekleşen, dakikada 40–120 ötüşün, zamana bağlı grafiği 4. Şekil’de gösterilmiştir.

            Havalar ısındığında cırcır böceklerinin daha hızlı cıvıldadığı bilinen bir hâdisedir. Amerikalı fizikçi Amos Emerson Dolbear, 1897 yılında cırcır böceklerinin ötmelerine göre sıcaklığı hesaplamak üzere geliştirdiği formüle göre, 15 saniyedeki cıvıltı sayısını tespit edip buna 40 eklediğinde sıcaklığı Fahrenheit derece olarak buluyordu. Dolayısıyla bu formüle göre, T_F = 40 + N (15 saniyedeki ötüş sayısı). Eğer cırcır böcekleri saniyede üç defa cıvıldarsa, sıcaklık yaklaşık 85 Fahrenheit (29°C) derece demektir. Daha sonra Dolbear, formülü biraz daha geliştirilerek T_F = 40 + N (13 saniyedeki ötüş sayısı) şeklini aldı. Bu formül, 60–90 Fahrenheit derece aralığında bir ile iki derece hassasiyetle sıcaklık tespiti sağlamaktadır.

            1969 yılında Florida Üniversitesinden Amerikalı biyolog Thomas J. Walker, bir cırcırın, önceden kaydedilmiş bir dizi cıvıltısıyla karşılaştığında, gösterdiği bu davranışı inceledi. Cırcırın cıvıltısı, ses kaydının ikinci bölümüne denk geldiğinde, bir sonraki cıvıltıyla senkronize olabilmek için o anda yapması gereken cıvıltısını yapmıyor, şayet iki cıvıltı arasındaki aralığa denk gelirse, cıvıltısını yine zamanında olacak şekilde ayarlıyordu. Acaba canlı ve cansız varlıklar arasında da bizim bilemediğimiz bir senkronizasyon mekanizması mevcut olabilir mi?

            Sarkaç ve metronom, periyodik olarak tekrarlayan bir süreci takip etmek için uygun aletlerdir. Gün doğumu ve gün batımı bir güne, iki dolunay arasındaki süre bir aya ve iki yaz veya kış arasındaki süre ise bir seneye karşılık gelir. Fizik terminolojisinde bir osilatör (salınıcı), periyodik olarak iki uç nokta arasında, ileri geri hareket eden bir nesnedir ve metronom ve sarkaçlı saat gibi salınır. İki veya daha fazla metronomu alıp aynı zemin üzerine koyarsak, hareket ederlerken birbirlerini “rahatsız eden” eşleştirilmiş osilatörler elde ederiz. Matematikçiler Steven Strogatz ve Renato Mirollo böcek sürülerinin senkronizasyonu için buna benzer bir model ileri sürdüler. Böcek nüfusunu, birlikte harekete geçecek metronomlardan oluşan sistemler olarak bir “zikir senfonisi” olarak düşünebiliriz. Böylece bir metronomun hareketini, kolun hareket hızını dikkate alarak takip edebiliriz: İki uç noktadan birinde anlık olarak durur, sonra geri dönüş yolculuğuna başlar, giderek daha fazla hızlanır, dikey konumdan maksimum hızla geçer ve diğer tarafta giderek yavaşlar ve diğer uçta tekrar durur. Şimdi bu tür iki osilatörü, kollarını elastik bir iple bağlayarak birleştirirsek, birbirlerinin hareketine müdahale edeceklerdir. Eğer belirli bir noktada A, B’den daha hızlı hareket ediyorsa, B’yi hızlandırmak için çekerken, B de A’yı yavaşlatmak için çekecektir. Her iki eylem de enerji gerektirir ve Allah’ın kâinat kitabında vazettiği azamî iktisat prensibinin bir tecellisi olarak enerji harcamasını en aza indirecek şekilde bir düzen elde edilir. Fakat A ve B eş zamanlı salınırlarsa esnek ipte bir çekme veya itme olmaz ve uyum içinde salınmalarına devam ederler.

            İnsan kalbindeki elektrik üreten merkez, her biri osilatör gibi davranan binlerce hücreden oluşur. Bir kalb hücresi ayrılarak doğru voltaj ortamına yerleştirilirse kalbin ritmiyle aynı frekansta atmaya devam eder. Bu hücrelerin şuuru olmadığı hâlde, senkronizasyonları sayesinde, dakikada 60 ile 80 kez gerçekleşen kalbin atış ritmi belirlenir. İlahî emrin gereği olarak hücrelerin akım üretme ritmi birlikte ayarlanır. Böylece içlerinden biri arızalansa veya ölse bile kalb hayatta kalır ve çalışmaya devam eder. Bütün sistemde büyük bir arıza olması durumunda, haricî bir elektrik şok cihazı (defibrilatör) yardımıyla normal vazifesini yerine getirmesi sağlanabilir. Enteresandır ki Malezya ateş böceklerinin senkronize olmuş bir şekilde yanıp sönme mekanizması ve karlı ağaç cırcır böceklerinin senfonisindeki ritim ile insan kalbinin temposunu belirleyen mekanizma aynıdır. Böceklerin her biri osilatör hücrelere sahiptir ve bu hücreler biyolojik olarak bir voltaj farkıyla uyarıldığında, bütün böcek topluluğu tarafından devam ettirilen periyodik bir ritim oluşur. Benzer şekilde, kalb atışımızın ritmi de fizikî veya zihnî faaliyetlerle hızlandırılabileceği gibi, bir dereceye kadar kontrol de edilebilir. Yakın bir gelecekte kalbdeki elektrik üreten merkezdeki hücrelerin, senkronize bir ritimle nasıl elektrik ürettiklerini keşfettiğimizde, ateş böcekleri ve cırcır böceklerinin de belli bir frekansta nasıl cıvıldadıklarını ve senkronize olduklarını daha iyi anlamış olacağız.

Ekosisteme ibret nazarıyla bakıldığında bütün hayvan türlerinin kendi lisanlarıyla sanki bir zikir meclisinde oldukları gözlenebilir. Sadece kuşların cıvıldamasının ve böceklerin ışık üretmelerinin değil, işittiğimiz bütün seslerin birer zikr-i İlahî olduğunu, hiçbir sesin alelâde ve tesadüfî olmadığını, gökte ve yerdeki mevcudatın âdeta bir zikir senfonisi içinde Allah’ı (celle celâluhu) tesbih ve zikrettiğini düşünmek, kâinattaki tevhidi ve Allah’ın icraatlarını anlayabilme hususunda önem arz etmektedir.

Kaynak: Helmut Satz, The Rules of the Flock: Self-Organization and Swarm Structure in Animal Societies, Oxford: Oxford University Press, 2020.

Su üzerinde hız yapmaya uygun bir yapıda yaratılmış bu kahverengi böcekler, genellikle hareketsiz durmalarına rağmen, herhangi bir uyarana bağlı olarak ani hareketler yaparlar. Bu esnada arkalarından dışarıya doğru yayılan küçük su dalgaları oluşur. Akıllara takılan soru şudur: Su üzerinde nasıl dururlar?

            Burada işin sırrı, vücut boyutlarının ve bacaklarının, suya verilmiş bazı özelliklerden faydalanmalarına imkân verecek şekilde yaratılmalarında gizlidir. Özgül ağırlığı sudan yüksek olan cisimler batar, sudan daha az özgül ağırlığı olan maddeler (odun, yağ gibi) suyun üstünde kalır ve batmazlar. Su yüzeyindeki moleküller arasında zayıf bir çekim kuvveti vardır, fakat yüzey gerilimi olarak adlandırılan bu zayıf kuvvet, bir insanı taşıyacak kadar güçlü değildir.

Bir su gezgininin yalnızca üç susam tanesi kadar ağırlığa sahip olması, su yüzeylerini bükmek için yeterli olsa da kıramaz. Böylece yüzey gerilimi, su gezgininin ağırlığını destekler (1. Şekil). Su gezginleri, ölçeklenmenin fizikîneticeleri sebebiyle bizden farklı bir hayat yaşarlar. Su üzerinde gezebilecek bir hayvanın vücut büyüklüğü yanında ayakları arasındaki açıklık, yani ağırlık yüzeyinin genişliğinin büyük önemi vardır.

            Yüzey genişledikçe yapılan basınç azalır. Mesela, bıçak bilendiğinde kesme yüzeyi çok azaldığından hafif bir basınçla bile bastırılan cismi keser. Fakat kesme yüzeyi genişlerse, yani bıçak körelirse kesmek için çok bastırmak gerekir. Benzer şekilde bir insan, su üzerinde bir su gezgini gibi yürümeyi deneseydi, su gezgininin ağırlığının yaklaşık 10.000.000 katı olan vücut ağırlığını, yüzey geriliminin desteklemesi için, yaklaşık 10 kilometre genişliğinde ayaklara ihtiyacı olurdu.

Su gezginleri, su üzerinde kürekli kayıklara benzerler. Bacaklar su yüzeyine temas ettiğinde, gümüşî bir hava tabakasıyla kaplanırlar. Su gezginlerinin bacaklarının bir milimetresinde 10.000 kadar çok küçük kıl bulunur. Bizim başımızdaki saçların yoğunluğundan bir milyon kat daha yoğun kıllı bacaklara sahiptirler. Hava bu kılların arasına hapsedilir. Üstelik bu mikroskobik kıllar, onları daha da su geçirmez hâle getiren oyuklarla kaplıdır. Kitin maddesinden yapılmış bu kıllar, su iticiliğini artırmada önemli bir fonksiyona sahiptir ve bacağın yüzey alanını artırarak kuru kalmalarını sağlar. Kıllar arasında tutulan hava tabakası, uzun mesafeler boyunca suyun üzerinde batmadan kaymalarına vesile olur. Yetişkin su gezginleri, “kürek çekme” sırasında saniyede, vücut uzunluğunun 50 misli kadar mesafe kat edebilir. Bu durum, bir insanın saniyede 100 metre koşmasına eş değerdir.

Peki, bir su gezgini ilk hareketine nasıl başlar? Hidrodinamik teoriler, yüzey dalgalarının, ancak bir hayvanın bacaklarını yeterince hızlı hareket ettirebilmesi durumunda üretilebileceğini söyler. Sabit hızda ve düz çizgide hareket için bu minimum hız, saniyede 23 santimetre (bir karış kadar) olup küvette veya yüzme havuzunda test edilebilecek kadar düşük bir hızdır. Yetişkin olanların bacakları bir santimetre uzunluğundayken, yavru su gezginlerinin bacakları ancak bir milimetre uzunluğundadır. Bebek su gezginlerinin gerekli hıza ulaşabilmesi için bacaklarını saniyede 1000 devirden daha yüksek hızlarda, yani bisiklet üzerinde pedal çevirme hızımızdan 500 kat daha hızlı döndürmeleri gerekir ki bu durum, onlara zarar verebilir. Fakat bebek su gezginlerinin de ilk hareketi başlatarak su üzerinde sürdürebildikleri bilindiğine göre, farklı bir mekanizma olmalıdır.

            Bu mekanizmayı ortaya çıkarmak için bilim insanları su örümceklerini incelediler. Örümceklerin su yüzeyinde hareket ederken arkalarında dalgalar ürettikleri fark edildi. Bu gözlemden sonra, su gezginleri hassas kayıt yapabilen cihazlarla seyredildi. Kürek çekme vuruşunun tamamı, saniyenin yüzde biri kadar sürüyordu. (Tek bir göz kırpmaya 30 kürek vuruşu sığdırabiliriz). Su gezginlerinin orta bacakları ile böyle bir frekansla kürek çektikleri, ileri ve yukarı doğru hareket edebildikleri görüldü. Arkada kalan su yüzeyi, trambolin gibi dalgalanıyordu. Fakat yapılan analizler, dalgalı trambolinin ileri doğru iten tek sebep olamayacağını söylüyordu.

            Laboratuvarda, su gezginlerinin kürek çekmeleri, renkli boyalar kullanarak takip edildiğinde oluşan dalgaların sadece kürek vuruşunun kısa bir görüntüsü olduğu anlaşılmıştır (2. Şekil). Asıl oluşan dalgalar ise hızla gelip giden mekanik gücün hâsıl ettiği titreşimlerdi. Esas dikkat çeken şey, her iki bacağın arkasında bulunan kelebek şeklindeki, çift kutuplu girdaplardı. Bebek su gezginleri bile, kürek çekme hareketiyle girdap oluşturabiliyordu. Su gezgininin ileri doğru hareketi, bir sıvı paketini geriye doğru itmeye dayanır. Sıvıyı geriye doğru iterek kendilerini ileri itiyor ve momentumlarını koruyorlardı. Havada asılı kalacak şekilde kanatlarını çırpan bir sinek kuşunun seviyesini koruyabilmesi için, hava sudan 1000 kat daha hafif olduğundan, sürekli aşağıya doğru oldukça yüksek bir hızla havayı itmesi gerekir. Aşağıya itilen havanın, kütlesi ile hızının çarpımına eşit olan belirli bir momentumu vardır. Dolayısıyla havada kalabilmesi için, momentumun, aşağı doğru itilme hızının kuşun ağırlığına eşit olması gerekir. Helikopter de aynı şekilde çalışır: Dönen pervaneler havayı iterek hız kazandırır, böylece momentumu artırır ve ardından havayı mümkün olduğunca sıkıştırılmış hâlde aşağıya doğru bastırır.

            Bir balığın ileriye doğru yüzebilmesi için de momentumunu koruması gerekir. İleri doğru giderken, yüzgeçleri ve kuyruğu yardımıyla ters yönde hareket eder ve yaklaşık olarak kendi büyüklüğünde bir iz oluşturur. Momentumun korunumu gereği bu iz, balığın ters yönünde ilerler. Suda beliren iz genellikle yapılan hareketin tarzına bağlıdır. Düşük hızlarda uçan kuşlar, her kanat çırpışta bir girdap oluştururlar. Suda koştururken Basilisk kertenkelesi (Basiliscus plumbifrons) ağırlığını desteklemek ve itme kuvveti oluşturmak için aşağıya doğru baskı yaparken geriye doğru hareket eden girdaplar oluşur. Suda hareket eden kuş, balık, kertenkele gibi canlılar, bu girdapları oluşturacak kabiliyette yaratılmıştır.

Bir su gezgini, karpuz çekirdeği büyüklüğünde girdaplar oluşturabilir. Kürek olarak sadece altı bacağından iki ince bacağını kullanır. Bacaklarının çapı, girdabın genişliğinden 50 kat daha ince olduğundan, ince bacaklarıyla sıvıyı hareket ettirebilmeleri yüzey gerilimi sayesinde olur. Bir su gezgini su yüzeyine oturduğunda, su yüzeyinde çukurlar oluşturur. Bacaklarını oynatırken, su yüzeyinde kırılma olmadan bu çukurlar korunur. Havayla dolu olan, fakat yüzey gerilimiyle bir arada tutulan çukurlar, böceğin ince bacaklarıyla yapabileceğinden daha fazla suyu yakalayıp itmek için kullanılan kürekler gibidir.

            Mekanik bir robotik su gezgini yapmanın en zor kısmı, su üzerinde dengede durabilecek kadar hafif olması gereğidir. İnsana benzer robotlardan biri, Asimo adlı yürüyen robottur. 130 cm boyunda ve yaklaşık 55 kilogram ağırlığındadır. Bir su gezgini ise, tel ataşın 100’de biri ağırlığındadır. Fakat dünyanın en büyük su gezgini olan Gigantometra gigas’ı gözlemleyen bilim insanları, hafif bir robot inşa edebilmenin bir yolu olduğunu düşünmeye başladılar. Gigantometra gigas’ın vücudu, normal bir su gezginininkinden üç kat daha uzundur ve bacakları neredeyse bir ayak genişliğindedir. Buna rağmen sadece 1 gram, yani bir tel ataşın ağırlığındadır.

            Piyasadaki en hafif ve maliyeti en uygun metallerden biri alüminyumdur. İnce olmasının yanında dayanıklı olması, alüminyumun bu maksatla kullanılabileceğini akıllara getirmiştir. Buradan hareketle laboratuvarda yapılan mekanik gezginin bacakları suyu tutmayan (hidrofobik) özellikte ve gövdesi alüminyumdan yapılmıştır.

Bir uçağın gövdesindeki fazla ağırlık, kaldırma kuvveti oluşturmak için daha uzun kanatlar gerektirir. Benzer şekilde, suda yürüyecek mekanik gezgin ne kadar ağırsa, su üzerindeki ağırlığını taşıyabilmesi için bacaklarının da o kadar uzun olması gerekir.

Mekanik gezgin inşa edildikten sonra suyun yüzeyine bırakıldı ve birkaç su dalgası görüldü. Mekanik gezgin yavaşça ileri doğru kaydı ve su yüzeyinde hareket etmeye başladı.

Allah’ın yarattıklarından ilham aldığımız takdirde, tabiatta daha pek çok teknolojik yeniliğe model olabilecek canlı bulabiliriz. İleride belki insanların suda yürümesi bile mümkün olabilecektir. Kâinat kitabını bu nazarla okumayı başarabilsek, hayvanlardan ve bitkilerden istifade ederek insan hayatını kolaylaştıracak birçok yeniliği geliştirebiliriz.

Kaynak: David L. Hu, How to Walk on Water and Climb up Walls, New Jersey: Princeton University Press, 2018.

]]> https://caglayandergisi.com/2023/11/03/ates-karincalari-ve-verimlilik-hesabi/ Fri, 03 Nov 2023 04:16:17 +0000 https://caglayandergisi.com/?p=261336 Dünya çapında 200 kadar türü bulunan ateş karıncaları (Solenopsis sp.) “ateş” gibi yakıcı ve ağrılı ısırıklarıyla meşhurdurlar. Vücutları genellikle kırmızıya yakın renkte olup 1–5 mm boyutlarındadır. Kış uykusuna yatmamaları veçok düşük sıcaklıklara dayanıklı olmalarıyla bilinirler. Genellikle şekerli maddelerle beslenirler ve böcekleri avlayarak protein ihtiyaçlarını karşılarlar. Savunma sırasında insanları veya hayvanları ısırdıklarında ağrılı yanmalar meydana gelebilir. Asıl yayılış yerleri Güney Amerika olmakla beraber, birçok farklı bölgeye dağılmışlardır. Hemen hemen bütün karıncalarda olduğu gibi ateş karıncaları da koloni hâlinde yaşayan sosyal böceklerdir. Bir kolonide işçiler, askerler, temizlikçiler, yavru bakımcılar ve ana karınca (kraliçe) gibi farklı roller verilmiş gruplar bulunur.

Ateş karıncaları, yer altındaki tünellerde yaşarlar. Fakat yağışlı mevsimlerde su  seviyesinin yüksekliğine göre kuru bölgelere göç ederler. Bu göç sırasında her bir fert, sanki köprü ve sal ustasıymış gibi kendi vazifesini bilip bedenini birbirine bağlayarak sel sularından korunmaya çalışır. Gövdelerinin belli bölgelerine, bilhassa trake solunumu yapılan borucukların ağızlarına hava kabarcıklarını bağlayarak, su altında nefes alabilirler (1. Şekil). Bazen bütün bir koloni, 100.000 karıncadan oluşan, yemek tabağı büyüklüğünde, su üzerinde kalan bir sal inşa edebilir. Tıpkı bütün bir milletin seferberlik ilan etmesi gibi, her fert sevk-i İlahî ile bu yüzen kütlede yerini alır.

Bununla birlikte, maddenin mutlaka atomlardan oluşması gerekmez. Normal bir madde, kütle çekimi ile karşılıklı münasebet içine giren herhangi bir malzemedir. Mesela bildiğimiz madde, kütle çekimi vasıtasıyla galaksiler ve galaksi kümeleri halinde kümelenebilir. Maddenin her zaman yüklü parçacıklardan oluşması da gerekmez. Fakat elektromanyetik etkileşimi olmayan maddeyi gözümüzle görmemiz mümkün değildir. Karanlık madde, elektromanyetik yük taşımaz (veya henüz tespit edilemeyecek kadar az yük taşıyor olabilir). Günümüze kadar hiç kimse, karanlık maddeyi doğrudan gözleriyle veya hassas optik aletlerle göremedi. Buna rağmen, çeşitli kütle çekimi tesirleri sebebiyle mevcut olduğuna inanıyoruz. Bu tesirlerden bazıları şunlardır:

1. Karanlık maddenin galaksimizdeki yıldızların üzerindeki tesiri (ki, bu yıldızlar, normal bir maddenin kütle çekim kuvveti ile dizginlenemeyecek kadar büyük hızlarda dönmektedir) ve galaksi kümelerindeki galaksilerin hareketleri.
2. Büyük Patlama zamanından kalan kozmik mikrodalga fon radyasyonu üzerindeki tesiri.
3. Süpernova genişlemelerinden gelen görünür maddenin yörüngeleri üzerindeki tesiri.
4. Kütle çekimine dayalı mercekleme olarak bilinen ışığın bükülmesi.
5. Görünen ve görünmeyen maddenin birleşik galaksi kümelerinde birbirinden ayrıldığının gözlenmesi.[1]

Karanlık maddenin varlığının belki de en önemli işareti, bizim varoluşumuzdur. Görünmezliğine rağmen karanlık maddenin, Büyük Patlama ile yaratılmasından günümüze kadar kâinatın değişiminde (farklı hâllerin görülmesinde) ve yıldızların, gezegenlerin ve hatta canlıların yaratılmasında kritik bir rol oynadığı düşünülmektedir. Bunun sebebi, karanlık maddenin sıradan maddenin beş katı kadar büyük bir kütleyi taşıması ve ışıkla doğrudan münasebet içinde olmamasıdır. Bu hususiyetlerin her ikisi de galaksi gibi yapıların yaratılması için son derecede mühimdir. Karanlık madde olmasaydı, radyasyon (yani elektromanyetik hareketler ve yapılar), galaktik yapının kümelenmesi için uygun olmazdı.

Güneş sistemimiz ve hayatımız için temel öneme sahip olan Samanyolu galaksisi, Büyük Patlamadan bu yana, karanlık maddenin mevcudiyeti vesile kılınarak bugünkü hâlini almıştır. Johns Hopkins Üniversitesinde gerçekleştirilen yeni bir araştırmada, karanlık maddenin Büyük Patlamadan önce yaratılmış olabileceği öne sürülmüştür.[2] Bu araştırma, parçacık fiziği ve astronomi dalları arasındaki yeni bir münasebetin varlığını ortaya çıkarmıştır. Eğer karanlık madde, gerçekten Büyük Patlamadan önce yaratılmış bir parçacık türünden müteşekkil ise, bu parçacıklar şu ana kadar anlaşılamayan bir yolla galaksilerin kâinat içerisindeki dağılımında önemli bir rol oynamış olabilir. Eğer bu münasebetin mahiyeti daha iyi anlaşılabilirse, Büyük Patlamadan önceki zaman periyodu için de mühim neticelere ulaşılabilmesi ve kâinatın Büyük Patlama ile yaratılmasından önceki durumuyla alâkalı çok ilgi çekici bilgilere ulaşılması mümkün görünmektedir.

Karanlık madde kavramı, ilk duyduğumuzda ürkütücü gelebilir. Gördüğümüz maddenin var olan tek madde türü olmadığı ve karanlık maddenin de mevcut olabileceğine dair deliller her geçen gün artmaktadır. Daha da enteresan olan şey, adı hakkında bazı tartışmalar olsa bile, karanlık madde kavramının bugün bildiğimiz her şeyle uyumlu olmasıdır. Birçok bilim insanına göre, karanlık maddeye “şeffaf madde” denilmesi daha münasip olacaktır. Çünkü bütün şeffaf şeylerde olduğu gibi, ışık karanlık maddenin de içinden geçer. Bununla birlikte, karanlık madde şeffaf olmaktan uzaktır. Bu noktada, Risale-i Nur’da geçen şu ifadeler, âdeta karanlık maddeye işaret eder mahiyettedir: “Kudret-i Zülcelâlin pek çoktur mir’atları (aynaları). Herbiri ötekinden daha eşeff (daha şeffaf) ve eltaf (daha latif) pencereler açıyor bir âlem-i misâle. Sudan havaya kadar, havadan tâ esire, esirden tâ misâle, misâlden tâ ervâha, ervâhtan tâ zamana, zamandan tâ hayale.”[3]

Suyu ve havayı, duyu organlarımızla bir ölçüde teşhis ve tespit edebiliyoruz. Fakat bahsedilen diğer unsurları, ancak tezahürlerinden sonra anlayabiliyor ve varlıklarını kabul edebiliyoruz. Karanlık maddeyi de bu sınıfta ele almak mümkün. Her ne kadar Michelsen-Morley deneyinden sonra bilim insanları arasında “esir maddesi” kavramına uzak durulmaya çalışılsa da esir maddesi ile karanlık madde arasında bir münasebetin olabileceği veya karanlık maddenin bizzat esir maddesi olabileceği ihtimallerini de hesaba katmak gerekebilir. “Hamd, gökleri ve yeri yaratan, karanlıkları ve aydınlığı (zulümatı ve nuru) var eden Allah’ın hakkıdır.” (En’am, 6/1) âyetinin yukarıda temas edilen hususlar ışığında ele alınıp değerlendirilmesi de mümkündür.

Fizikçiler ve gök bilimciler, daha temel bir seviyede, karanlık maddenin tam olarak ne olduğunu anlamayı isterler. Yeni bir tür temel parçacıktan mı, yoksa kara delik gibi görünmez, kompakt bir nesneden mi müteşekkil olduğu hakkında devam edegelen bir tartışma vardır. Eğer bir parçacık ise, kütle çekimi dışında bildiğimiz (görünür) maddeyle çok zayıf da olsa herhangi bir karşılıklı münasebeti var mı? Bu parçacığın, bizzat kendisiyle, duyularımızla fark edemediğimiz herhangi bir etkileşmesi söz konusu mu? Böyle bir parçacığın birden fazla türü var mı? Bu parçacıklardan herhangi birinin nasıl bir fonksiyonu ve diğerleriyle münasebeti vardır? Bu tür sorular, karanlık maddenin tabiatıyla alâkalı yeni bilgileri ortaya çıkaracak mühim sorulardır ve bilim insanları bu soruların cevaplarını bulmaya çalışmaktadır. Fakat bilim insanları, karanlık maddenin gerçek mahiyetinin ancak bize rehberlik edecek başka gözlemlerin yardımıyla ortaya çıkabileceğini düşünüyorlar. Bu gözlemlerin, karanlık maddenin kütle çekimi tesirinin daha ayrıntılı ölçümlerini de ihtiva etmesi gerekmektedir.

Başka bir ihtimal ise şudur: Eğer karanlık madde, sıradan maddeyle şimdiye kadar gözlemleyemediğimiz küçük, yörüngesiz bir etkileşime sahipse, büyük yeraltı detektörleri, uzaydaki uydular veya CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gelecekte karanlık madde parçacıklarını tespit edebilir. Bildiğimiz maddeyle bu tür etkileşmeler olmasa bile, karanlık maddeyi teşkil eden parçacıkların birbiriyle münasebeti gözlenebilir ve buradan birtakım neticelere ulaşılabilir. Mesela, karanlık maddenin kendisiyle girift münasebet ve faaliyet içinde oluşu, galaktik merkezlerde maddenin yeniden düzenlenmesine vesile oluyorsa, küçük ölçeklerdeki galaksilerin iç yapıları farklı olacaktır. Gece gökyüzüne baktığımızda gördüğümüz parlak gaz bulutları ve yıldızlar gibi, Samanyolu’na benzeyen kompakt veya diğer yapılar, birbirleriyle etki-tepki münasebetlerine giren bir veya daha fazla farklı karanlık madde parçacığı türünü gösterebilir. Bunun dışında, manyetik alanlarla etkileşmeye giren ve “aksiyon” (axion) adı verilen atomaltı hipotetik (çeşitli hesaplamalar neticesinde varlığına inanılan fakat henüz laboratuvarda gözlenmemiş) parçacıklar, laboratuvarlarda veya uzayda tespit edilebilir.

Teorisyen bir bilim insanı, bir gözlemci veya deneye dayalı çalışan biri için karanlık madde, araştırma konusu olarak umut vaat eden bir konu olmaya başlamıştır. Var olduğunu biliyoruz, ancak henüz temel seviyede ne olduğunu bilmiyoruz. Şu ana kadar karanlık maddeyi yeterince tanıyamamamızın sebebi, bize bir şeyler anlatacak kadar çevresiyle aktif münasebetlerini hissettirecek bir görünüm sergilememesidir. Bununla birlikte, Michelsen-Morley deneyinden bu yana rafa kaldırılan esir kavramı, karanlık maddenin Büyük Patlamadan önce de yaratılmış olabileceğine dair yeni delillerle birlikte düşünüldüğünde, muhtemelen kâinatın yaratılış süreci hakkında yeni bakış açıları ortaya çıkacak ve kâinattaki maddenin çok büyük bir kısmının yaratılmasında kullanılmış olan karanlık maddenin, Cenab-ı Hakk’ın (celle celâluhu) esma ve sıfatlarının tezahür ve tecellileri hakkında bizlere söyleyeceği yeni şeyler olacaktır.

Dipnotlar

[1] Lisa Randall, “What Is Dark Matter?” Scientific American, Haziran 2018, 318/6, 58–59.

[2] Chanapa Tantibanchachai, Johns Hopkins University Office of Communications Website, “Dark Matter May Be Older Than the Big Bang, Study Suggests,” 8 Ağustos 2019, releases.jhu.edu/2019/08/08/dark-matter-may-be-older-than-the-big-bang-study-suggests/

[3] Bediüzzaman Said Nursî, Sözler, İstanbul: Şahdamar Yayınları, 2010, s. 767.

Bu hakikati müşahede etmek için, bazı örneklere yakından bakalım.

Karıncalar

Bir karınca kolonisine hiç denk geldiniz mi? Karıncalar hareketlerindeki âhengi nasıl koruyabiliyor? Aynı türdeki karıncalar, dünyanın her yerinde, benzer şekilde hareket ediyor. Üstelik bunu, birbirlerinden talimat almadan yapıyorlar.

Yoğun yağmur alan Amazon ormanlarında yaşayan asker karınca türünün düzenli hareketleri, birçok bilim insanının dikkatini çekmiştir. Bu karınca kolonisindeki her bir karınca neredeyse kördür. Bir askerî birliğin uyumlu yürümesine benzer şekilde hareket edebilmeleri, yolları üzerinde buldukları avlarını yerken yelpaze şeklinde açılarak uygun adım yürümeleri, bilim insanlarını hayrette bırakmaktadır.[2] Koloni, büyük olan yiyecekleri hareket hâlindeyken yer. Bu karıncalar, bir futbol sahası büyüklüğündeki arazide yiyecek aradıktan sonra, muhafazalı yuvalarını gece inşa eder.

Karınca davranışları hakkında uzman olan biyolog Nigel Franks, 100 asker karıncayı bir sahaya bıraktıklarında, hâlsizlikten ölene kadar, sürekli daireler çizerek hareket ettiklerini söylemektedir. Eğer 500.000 civarında asker karınca bir araya getirilirse, bir bütün olarak hareket ettiklerini ve kolektif zekâya sahip bir “süper organizma” gibi davrandıklarını belirtmektedir. Peki, bunu nasıl başarabiliyorlar? Koloni davranışı hakkında birçok şey bilinmesine rağmen, bilim insanları koloninin kolektif zekâ sergilemesinin altında yatan mekanizmayı henüz tam olarak anlayamadıklarını itiraf ediyorlar. Nigel Franks, yaygın bir asker karınca türü olan E. burchelli’yi senelerdir araştırdığını ve sosyal organizasyonlarına dair sırların henüz çözülemediğini ifade etmektedir.

Sinir Hücreleri

İdrak konusunda araştırmalar yapan Douglas Hofstadter, Gödel, Escher, Bach isimli kitabında, karınca kolonileriyle beyin arasındaki harikulade benzerliğe dikkat çeker.[3] Her iki sistemde de sınırlı iletişime sahip basit elemanlar vesilesiyle, karmaşık ve muhteşem davranış motifleri görülmektedir. Burada kutsî bir cilve müşahede etmek mümkündür: Allah (celle celâluhu), mucizevî eserleriyle Zât’ını tanıttırmakta, gizli bir hazine hükmünde olan isim ve sıfatlarının mânâlarının keşfedilmesini murat etmektedir. “Evet, izzet ve azamet ister ki esbap perdedar-ı dest-i kudret ola aklın nazarında; tevhid ve celâl ister ki esbap ellerini çeksinler tesir-i hakikîden.”[4] ifadeleri de bu hakikate ışık tutmaktadır.

Beyin üzerinde çalışan bilim insanları; algı, düşünme ve idrak gibi son derece karmaşık zihnî faaliyetlerin, nöronların (sinir hücrelerinin) davranışları ve nöron grupları arasındaki bağlantı motifleriyle ilişkili olduğunu düşünmektedirler. Nöronlar üç temel kısımdan yaratılmıştır: hücre gövdesi (soma), diğer nöronlardan gelen sinyalleri somaya ileten dallar (dendritler) ve diğer hücrelere sinyalleri ileten sinir lifleri (aksonlar). Bir nöron, dendritleri vasıtasıyla diğer nöronlardan yeterince güçlü bir sinyal aldığında aktif hâle geçer. Nöronlar arasında iletişimin kurulmasında görev yapan nörotransmitterler aracılığıyla iletilen kimyevî sinyaller, diğer nöronların aktif hâle gelmesine vesile olur. Bu aktiviteler, karınca kolonisindeki aktiviteleri hatıra getirir. Bir karınca, diğer karıncalardan, feromon (bir türün üyeleri arasındaki ilişkilerin düzenlenmesine vesile olan kimyevî madde) veya anten teması gibi bir vasıtayla sinyal alır. Bu sinyaller yeterince güçlüyse, karıncalar aktif hâle geçer ve onlar da yeni sinyaller üretirler; mesela geçtikleri yol üzerine feromon bırakarak diğer karıncaların bu izi takip etmelerini kolaylaştırırlar.

Bağışıklık Sistemi

Karıncalar ve nöronlara benzer davranış motiflerine sahip olan diğer bir sistem, bağışıklık sistemidir. Burada da basit elemanlarla çok karmaşık davranışların sergilendiğini görmekteyiz. Vücudu savunurken bağışıklık sisteminin elemanları arasındaki haberleşme ve kontrol mekanizması çok girifttir. Vücudun dışarıdan gelen tehditlere karşı savunulması, zamana bağlı bir adaptasyonu gerektirir. Bağışıklık sistemi; kanda, kemik iliğinde, lenf düğümlerinde ve karaciğer ve dalak gibi organlarda bulunan farklı hücre türlerinden müteşekkildir. Bu hücreler, birlikte, ama birbirine tahakküm etmeden çalışır. Bağışıklık sistemindeki en mühim eleman, beyaz kan hücreleridir (lökositler). Bir lökosit türü olan lenfositler ise, kendi hücre gövdesinde yaratılan alıcılar vasıtasıyla vücuda giren bakteri gibi yabancı mikroorganizmaları ayırt edebilir. Her an vücudumuzda, kan dolaşımı içinde, yaklaşık bir trilyon lenfosit, devriye faaliyeti yapmaktadır.

Lenfosit hücresi, yabancı bir mikroorganizmayla karşılaşırsa onu hemen fark eder ve aktif hâle geçer. Lenfosit hücresi aktif hâle geçince, benzer mikroorganizmaları teşhis etmek üzere çok sayıda molekül (antikor) salgılar. Bu antikorların vazifesi, vücuttaki yabancı mikroorganizmaları bulup yok etmektir. Aktif hâle geçen bir lenfosit hücresi, artan bir hızla bölünmeye başlar. Yaratılan yeni lenfositler bir taraftan yabancı mikroorganizmaları yok etmeye çalışırken bir taraftan da antikor üretir. Bu lenfositlerin bir sınıfına B hücresi denir. Bir B hücresi ile yabancı mikroorganizma arasındaki eşleşme ne kadar iyi olursa, B hücresi o kadar çok antikor üretir.

Bağışıklık sisteminin mücadelesine iştirak eden başka hücreler de vardır. T hücreleri B hücrelerinin tepkisini düzenlemede mühim bir rol oynar. Makrofajlar, antikorlar tarafından işaretlenen maddeleri aramak için dolaşırlar ve yabancı mikroorganizmaları yok etmeye çalışırlar. Karıncalar ve beyindeki nöronlar gibi, bağışıklık sisteminin davranışı da basit elemanların kolektif bir hareketiyle ortaya çıkar. B hücreleri, T hücreleri ve makrofajların kolektif hareketleri, kimyevî sinyal alışverişinin yapıldığı bir ağ içinde gerçekleşir. Bu sinyallerin fonksiyonlarının tam olarak ne olduğu, sistemin bir bütün olarak civardaki tehditlerin mahiyetini nasıl öğrenebildiği ve buna göre bu tehditlere karşı uzun süreli bir bağışıklığı sağlamayı nasıl başarabildiği gibi sorular hâlâ tatmin edici bir şekilde cevaplanamamıştır. Yine sağlıklı bir insanda bağışıklık sisteminin vücudun normal hücrelerine niçin saldırmadığı (aksi takdirde otoimmün hastalıklar ortaya çıkmaktadır) tam olarak bilinmemektedir.

Birbirinden farklı sistemlerde karşımıza çıkan bu karmaşık, fakat benzer mekanizmalar, bütün bu hikmetli faaliyetleri sevk ve idare eden bir Zât’ı göstermektedir. Bütün mevcudat, muazzam bir senfoni içinde, hususî söz, hâl ve davranışlarıyla Rabbimizi tesbih etmektedir. İnsanoğluna düşen vazife ise, bu tesbihleri fark etmek, tefekkürle görüp şehadetle göstermek ve her mahlûkun manevî sözlerini anlamaya çalışmak olmalıdır.[5

Koloni içindeki haberleşme neticesinde bir asker karınca kolonisinin takip ettiği yol. Nöronların mikroskobik görünüşü.

Bir kanser hücresine saldıran bağışıklık sistemi hücreleri.

Dipnotlar

[1] Bediüzzaman Said Nursî, Sözler, İstanbul: Şahdamar Yayınları, 2010, s. 722.

[2] Deborah Gordon, Ants at Work, New York: The Free Press, 2011; Melanie Mitchell, Complexity: A Guided Tour, New York: Oxford University Press, 2009.

[3] Douglas R. Hofstadter, Gödel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid, New York: Basic Books, 1979.

[4] Bediüzzaman Said Nursî, Mesnevî-i Nûriye, İstanbul: Şahdamar Yayınları, 2007, s. 6.

[5] Bediüzzaman Said Nursî, Sözler, İstanbul: Şahdamar Yayınları, 2010, s. 132.

Batygin ve Brown, yeni gezegenin varlığını, Neptün’ün ötesindeki yörüngelerde bulunan ve önceden bilinen altı nesnenin tuhaf kümelenmesinden yola çıkarak tespit ettiler. Bu kümelenmenin gerçekleşme ihtimalinin %0,007 veya 15.000’de bir olduğunu, yani tesadüfün söz konusu olmadığını ifade ettiler.[2] Yaklaşık olarak 10 Dünya kütlesine sahip bu gezegenin, altı cismin Güneş Sisteminin düzleminde, garip eliptik yörüngelere yerleşmelerine sebep olduğunu düşündüler.

X Gezegen’inin yörüngesi de benzer şekilde eğimlidir ve Güneş Sisteminin çok daha uzak mesafelere kadar uzandığını göstermesi bakımından mühimdir. Güneş’e en yakın olduğu yer, 200 astronomik birimden (AU) yedi kat daha fazladır (Bir AU, Dünya ile Güneş arasındaki mesafedir ve yaklaşık 150 milyon kilometredir). X Gezegeninin, 600 ila 1200 AU kadar uzakta, Neptün’ün hemen sınırında (yaklaşık 30 AU) başlayan küçük buzlu cisimler bölgesi olan Kuiper Kuşağından daha uzaktaki bir yörüngede döndüğü düşünülmektedir.

X Gezegeni Neptün’den daha uzaktaysa, gök bilimciler bu gizli dev gezegenin çekim gücü altında olan daha fazla gök cisminin olması gerektiğini söylüyorlar. Fransa’daki Nice Gözlemevinde gezegen dinamikleri üzerinde çalışan Alessandro Morbidelli, Batygin ve Brown’un çok güçlü deliller ortaya koyduklarını ve uzak bir gezegenin varlığı konusunda ikna olduklarını belirtiyor.

1906’da Amerikalı girişimci ve astronom Percival Lowell, Arizona’daki gözlemevinde, “X Gezegeni” adını verdiği cismi aramaya başladı. Vefatından sonra, 1930 yılında, Plüton keşfedildi. Plüton ile neredeyse aynı büyüklükteki, uzak ve buzlu bir gök cismi olan Eris’in 2005 senesindeki keşfi, Kuiper Kuşağında daha çok gök cismi olabileceği fikrini doğurdu. Gök bilimciler bu sebeple Plüton’u cüce bir gezegen olarak yeniden sınıflandırdı.

Voyager uzay aracı tarafından yapılan ölçümlere dayanan yeni hesaplamalar, Uranüs ve Neptün’ün yörüngelerinin normal olduğuna ve bu sebeple X Gezegenine ihtiyaç olmadığına işaret etti, ancak X Gezegeninin varlığına inanılmaya devam edildi. Brown, 2000’li yıllarda hem Eris hem de Plüton’dan biraz daha küçük bir cisim olan Sedna’yı keşfeden bir ekibe liderlik etti. Sedna’nın garip ve çok uzaklara uzanan yörüngesi, onu o zamanlarda Güneş Sisteminde bilinen en uzak gök cismi hâline getirdi. Güneş’e en yakın noktası, 76 AU kadardı ve Kuiper Kuşağının ötesinde ve Neptün’ün kütle çekim tesirinin çok uzağındaydı. Bunun anlamı açıktı: Neptün’ün çok ötesinde olan devasa bir cisim, Sedna’yı uzak bir yörüngeye doğru çekiyor olmalıydı. Bu cismin bir gezegen olması gerekmiyordu. Sedna’nın maruz kaldığı kütle çekimi, geçmekte olan bir yıldızdan veya Güneş Sistemini çevreleyen bir yıldız kümesinden kaynaklanıyor olabilirdi. O zamandan beri, birkaç buzlu cismin benzer yörüngelerde döndüğü ortaya çıktı. Brown, bu garip yörüngeleri izah etmek için, X Gezegenin varlığını kabul etmemiz gerektiğini düşündü.

Sedna, yıllarca Neptün’ün ötesindeki sapmalarla ilgili tek ipucuydu. Sedna, Güneş’e 76 AU’dan daha fazla yaklaşmamıştı. Daha sonra, 2014’te Scott Sheppard ve Chad Trujillo (Brown’un eski bir yüksek lisans öğrencisi), Güneş’e yaklaşmayan başka bir cisim olan VP113’ün keşfine dair bir makale neşrettiler. İki nesnenin ve diğer 10 tuhaf cismin yörüngelerini incelemeye başladılar ve bunların, Dünya’nın da üzerinde olduğu Güneş Sistemi düzlemine çok yakın olduğunu fark ettiler. Batygin ve Brown bu sonuçları incelemeye başladı. Uzak nesnelerin yörüngelerini çizen Batygin; Sheppard ve Trujillo’nun keşiflerinin, hikâyenin sadece bir kısmı olduğu kanaatine vardı. Batygin, gök cisimlerinin yörüngelerini açıklayabilmek için, Güneş Sistemi modellerini ve X Gezegenini çeşitli boyutlarda ve yörüngelerde varsayarak kullanmaya başladı. Bilgisayarlar desteğiyle aylarca süren hesaplamalardan sonra, X Gezegeninin boyutunun, Dünya’nın kütlesinden beş ile on beş kat daha büyük olması gerektiği neticesine ulaştı ve yörüngesinin Güneş’ten en uzak noktada olması gerektiğini buldu.

Batygin ve Brown, diğer gök bilimcileri X Gezegeninin varlığı konusunda ikna edebilse bile, başka bir zorlukla karşı karşıya kaldılar. Bu gezegenin Güneş’ten ne kadar uzakta olduğunu da hesaplamaları gerekiyordu. Bu gibi mesafelerde, toz ve gaz diskinin yetersiz olması muhtemeldi. X Gezegeninin bir gezegen olduğuna yönelik deliller olsa bile, kütlece çok büyük olabilmesi için yeterli malzemeyi uzayda “süpürebilmesi” gerekiyordu; bu da ancak uzayda çok yavaş hareket etmesiyle mümkün olabilirdi. Bunun yerine, Batygin ve Brown, X Gezegeninin Güneş’e düşünülenden daha yakın olduğu şeklinde bir tahminde bulundular.[3]

Yusuf Sûresindeki İşaret

“Bir zaman Yusuf babasına, ‘Babacığım!’ dedi. ‘Ben rüyamda on bir yıldızın, güneş ve ayın bana secde ettiklerini gördüm.’” (Yusuf, 12/4).

“Yâkub ailesi Mısır’a gelip Yusuf’un yanına girdiklerinde Yusuf annesi ile babasını kucakladı ve ‘Allah’ın dilemesiyle Mısır’a emin olarak girin’ dedi. Annesi ile babasını tahtına oturttu. Hepsi onun önünde saygı ile eğildiler. Yusuf, ‘Babacığım!’ dedi, ‘İşte küçükken gördüğüm rüyanın tabiri! Rabbim o rüyayı gerçekleştirdi.’”(Yusuf, 12/99–100).

Hazreti Yusuf (aleyhisselâm) ile 11 kardeşi, 12 gezegenin mevcut olduğuna işaret ediyor olabilir. Kur’ân-ı Kerim’in feyziyle telif edilen Risale-i Nur’da da şu ifadeler vardır: “Evet, manzume-i şemsiye denilen, küremizle beraber on iki seyyare, cirmleri küçüklük-büyüklük itibarıyla pek çok muhtelif ve mevkileri uzaklık-yakınlık noktasında pek çok mütefavit ve sür’at-i hareketleri çok mütenevvi olduğu halde, kemâl-i intizam ve hikmetle ve kemâl-i mizanla ve bir saniye kadar şaşırmayarak hareketleri ve deveranları ve Güneş ile cazibe kanunu tabir edilen bir kanun-u İlâhî ile bağlanmaları, yani onlar imamlarına iktidâları, büyük bir mikyasta bir azamet-i kudret-i İlâhiyeyi ve vahdâniyet-i Rabbâniyeyi gösterir.”[4]

Yukarıda zikredilen araştırmacıların, elde ettikleri sonuçlara göre, Güneş Sisteminde X Gezegeni dışında başka gezegenlerin de olabileceğine dair yorumlarda bulunması, bu düşünceyi desteklemektedir.

Dipnotlar

[1] Batygin, Konstantin; Brown, Michael E. (2016), “Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System”, The Astronomical Journal, 151/2.

[2] Eric Hand, “Astronomers say a Neptune-sized planet lurks beyond Pluto”, www.sciencemag.org, 2016, (doi:10.1126/science.aae0237).

[3] Michael D. Lemonick, “The Search for Planet X”, Scientific American, 314/ 2, Şubat 2016.

[4] Bediüzzaman Said Nursî, Sözler, İstanbul: Şahdamar Yayınları, 2010, s. 732.