Fizikçiler, kaka emojisi, solucan gübresi ve makarnanın hepsinin aynı sarmal teorisine uyduğunu buldu

Bir çocuktan biraz kaka çizmesini istediğinizde şekil her zaman aynı olacaktır: Yumuşak servis dondurmanın spiral girdabına benzeyen, tabanda geniş ve üstte sivri bir bobin. Aslında, sıklıkla kullanılan kaka emojisi de doğada bulunan çoğu gerçek dışkı yığını gibi tam olarak bu şekle sahiptir. Bununla birlikte, özellikle dışkılarını yerden “baş aşağı” çıkaran bazı solucanların dışkılarında istisnalar meydana gelir. Görünüşe göre kaka şekillerindeki bu farklılıkların arkasında dikkate değer bir fizik var.

1881 gibi erken bir tarihte Charles Darwin, solucanların düzgün, spiral şekilli dışkılarına hayran kalmıştı. Ancak bu dışkıların neden bu büyüleyici kule benzeri şekilleri aldığını hiçbir zaman anlayamamıştı. Şimdi fizik cevabı sağladı ve bu hem Darwin’in orijinal gözlemlerini hem de modern kaka emojisinin şeklini açıklıyor.

Çoğu hayvan aşağı doğru dışkılar. Dışkıları kıvrıldıkça yığın daha da büyür ve düşme yüksekliği azalır, bu da birbirini takip eden her bir bobinin küçülmesine neden olur. Bu, karakteristik sivri tümseği, tam da kaka emojisinin şeklini oluşturur. Ancak kurt kurtları dışkılarını yukarı doğru çıkararak yer çekimine meydan okurlar.

Fizikçiler Mehdi Habibi (Wageningen Üniversitesi ve Araştırma), Neil M. Ribe (CNRS/Université Paris-Saclay) ve Daniel Bonn (Amsterdam Üniversitesi) tarafından yapılan yeni bir çalışma, Doğa İletişimidikkat çekici bir şeyi ortaya koyuyor: Kıl kurdu, tıpkı Darwin’in gözlemlediği gibi, bobin boyutunun yükseklikten bağımsız olduğu, daha önce bilinmeyen bir fizik rejiminde çalışıyor. Bobin yarıçapı sabit kalır ve konik tepecikler yerine tekdüze spiraller oluşturulur.

Araştırmacılar, her iki dışkı türünün de elastik ip sarma teorisinin (adından da anlaşılacağı gibi, iplerin ve diğer malzemelerin nasıl kıvrıldığının matematiksel bir açıklaması) yasalarına uyduğunu buldu. İki tip şekle neden olan tek farkın, malzemenin sertliği ve en önemlisi, ekstrüzyon yönü ile karşılaştırıldığında yerçekimi yönü olduğu ortaya çıktı.

Gözlemler ve bunların matematiksel temelleri sadece dışkı için geçerli değil: Araştırmacılar fikirlerini kurt kurtları, ekstrüde bezelye hamuru (solucan kakasının ıslak kumuna benzer nohut unu ve su karışımı) ve hatta makarna üzerinde test ettiler ve farklı yönlerin sürekli olarak karakteristik farklı şekillere yol açtığını doğruladılar. Darwin bunu öğrendiğinde üzülmüş olabilir: Evrimin atıkların yok edilmesini tasarlamadığı ortaya çıktı. Fizik öyle.