MÖ 5. yüzyılda yaşayan Antik Yunan filozofu Platon, evrenin beş tür maddeden oluştuğuna inanıyordu: toprak, hava, ateş, su ve kozmos. Her madde, Platoik bir şekil olan, belirli bir geometri ile tanımlanmıştır. Toprak için bu şekil küptü.
Platon’un varsayımlarının ötesine geçen bilim ise atomu evrenin yapı taşı olarak görüyor. Ama araştırmacıların bulduğu bir şey Platon’un inancını haklı çıkarıyor gibi.
Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı’ndaki yeni bir makalede, Pennsylvania Üniversitesi, Budapeşte Teknoloji ve Ekonomi Üniversitesi ve Debrecen Üniversitesi’nden bir ekip, yeryüzündeki ortalama kaya şeklinin küp olduğunu göstermek için matematik, jeoloji ve fizikten yararlanıyor.
“Platon, atom kavramı fikrini geliştiren ilk kişi olarak biliniyor. Maddenin en küçük ölçekte bölünmez bir bileşenden oluştuğu fikri” diyor Penn’in Fen Edebiyat Fakültesi Dünya ve Çevre Bilimi Bölümü’nde jeofizikçi Douglas Jerolmack. “
Ama bu anlayış sadece kavramsaldı
Modern atom anlayışımızla ilgili hiçbir şey Platon’un bize söylediklerinden kaynaklanmıyor.
Burada ilginç olan, kaya ya da toprakla bulduğumuz şeyin kōkeninin Platon’nun kavramına dayanmasından çok daha fazlasıydı.
Platon’un küplerden oluşan toprak elementi hakkındaki anlayışının, kelimenin tam anlamıyla, gerçek toprak için istatistiksel ortalama model olduğu anlaşılıyor ve bu gerçekten akıl almaz.”
Grubun bulgusu, Budapeşte Teknoloji ve Ekonomi Üniversitesi’nden matematikçi Gábor Domokos tarafından geliştirilen ve doğal kayaların kübik şekillere p∂rçalanacağını öngören geometrik modellerle başladı.
Domokos, “Bu makale üç yıllık ciddi düşünme ve çalışmanın sonucudur, ancak tek bir temel fikre geri dönüyor” diyor. “Üç boyutlu çok yüzlü bir şekil alıp, rastgele iki p∂rçaya dilimleyin ve sonra bu p∂rçaları tekrar tekrar dilimleyin, çok sayıda farklı çok yüzlü şekiller elde edeceksiniz. Ancak ortalama anlamda, bu p∂rçaların nihai şekli bir küptür.”
Domokos iki Macar teorik fizikçisini merceğe aldı
P∂rçalanma uzmanı FerencKun ve istatistiksel ve hesaplama modelleri uzmanı JánosTōrök. Keşfin potansiyelini tartıştıktan sonra, JerolmackMacar araştırmacıların bulgularını kendisine getirdiklerini ve hep beraber jeofizik soruları üzerine birlikte çalıştıklarını söylüyor; başka bir deyişle,
“Doğa bunun olmasına nasıl izin verir?”
Domokos, “Bunu Doug’a götürdüğümüzde,” Bu ya bir hata ya da büyük öneme sahip”dedi. “Bu şekillerle son bulan fiziği anlamak için geriye yönelik çalıştık.”
Temel olarak, cevapladıkları soru, kayalar p∂rçalara ayrıldığında hangi şekillerin oluştuğu. Dikkat çekici bir şekilde, temel matematiksel varsayımın jeolojik süreçleri sadece Dünya’da değil, güneş sistemi çevresinde de birleştirdiğini keşfettiler.
Jerolmack, “P∂rçalanma, gezegensel materyalleri öğüten yaygın bir süreçtir.” diyor. “Güneş sistemi, durmaksızın p∂rçalanan buz ve kayalarla doludur. Bu çalışma bize daha önce hiç görmediğimiz bu sürecin tanıtımını gösteriyor.”
Bu anlayışın bir kısmı, daha önce sağlam bir nesneden çıkan bileşenlerin, kιrιlma eşiğinde bırakılan bir tabak gibi, boşluksuz birbirine oturması gerektiğidir. Anlaşıldığı gibi, Platoik formlardan, eşit uzunlukta kenarlara sahip çok yüzlü şekiller, sadece küp, boşluklar olmadan birbirine uyar.
Jerolmack, “Grubumuzdaki spekülasyon, büyük olasılıkla Platon bir kaya çıkıntısına baktığı ve görüntüyü zihninde bilinçaltında işledikten veya analiz ettikten sonra, ortalama şeklin küp gibi bir şey olduğunu tahmin ettiğidir.” diyor.
“Platon geometriye karşı çok hassastı,” diye ekliyor Domokos. Lore’ye göre, Platon Akademisi’nin kapısına “Geometri bilmeyen kimsenin girmesine izin vermeyin” ifadesi kazınmıştı. Domokos, “Bilim hakkındaki geniş düşüncesinin desteklediği sezgileri onu küpler hakkındaki bu fikre götürmüş olabilir” diyor.
Ekip, matematiksel modellerinin doğada doğru olup olmadığını test etmek için çok çeşitli kayaları, topladıkları yüzlerce ve daha önce toplanan veri kümelerinden binlerce tane daha ölçtü. Kayalar, büyük bir çıkıntıdan doğal olarak yıpranmış veya insanlar tarafından dinamitlenmiş de olsa, ekip kübik ortalamayı iyi bir sonuç olarak buldu.
Bin yıllık anlayışlardan doğan doğanın temel bir kuralı
Bununla birlikte, kübik “kuralı” bozan özel kaya oluşumları da mevcuttur. Yükselen dikey sütunlarıyla Kuzey İrlanda’daki Dev Geçidi, bazaltın olağandışı soğutma sürecinin oluşturduğu bir örnektir. Bu oluşumlar, nadir de olsa, ekibin matematiksel p∂rçalanma anlayışı ile incelendi ve sadece “işteki olağan dışı süreçler” şeklinde açıklandı.
“Dünya dağınık bir yer,” diyor Jerolmack. “Eğer bir kaya p∂rçalanırsa veya sıkılırsa veya kesilirse- ve genellikle bu kuvvetler birlikte gerçekleşirse – ortalama olarak kübik şekiller olan p∂rçalarla sonuçlanırsınız. Sadece çok özel bir germe kuvveti olan maddelerde bunu göremeyebiliyoruz. ”
Araştırmacılar ayrıca, genişlik ve uzunluktan önemli ölçüde daha küçük bir derinliğe sahip iki boyutlu veya iki boyutlu şekiller olarak işlev gören ince yüzeylerde p∂rçalanma araştırdılar. Orada, kιrιlma paternleri farklıydı. Ancak çok yüzlü şekillere bölmenin ve öngörülebilir ortalama şekillere ulaşmanın merkezi konsepti hala geçerlidir.
Jerolmack, “Doğada bir dikdörtgen veya altıgen elde etme olasılığınızın iki boyutta olduğu ortaya çıkıyor” diyor. “Gerçek altıgenler değiller, ancak geometrik anlamda istatistiksel eşdeğerler. Boya çatlaması gibi düşünebilirsiniz; boyayı p∂rçalamak için farklı taraflardan eşit olarak kuvvet uygulandığında, çatlayan yerde altıgen bir şekil oluşur.”
Doğada, bu iki boyutlu kιrιk desenlerinin örnekleri buz tabakalarında, kurutma çamurunda ve hatta derinliği yanal ölçüde çok fazla olduğu için iki boyutlu madde olarak varsayılabilen yer kabuğunda bulunabilir. Daha önce yer kabuğunun bu şekilde kιrιldığı biliniyordu, ancak grubun gözlemleri, p∂rçalanma paterninin plaka tektoniklerinden kaynaklandığı fikrini destekliyor.
Tatmin edici bir deneyim oldu
Kayada bu paternleri tanımlamak, kaya düşmesi tehlikeleri ve kayadaki yağ veya su gibi sιvι akιşlarının muhtemel lokasyonları gibi fenomenleri tahmin etmeye yardımcı olabilir.
Araştırmacılar için, bin yıllık anlayışlardan doğan doğanın temel bir kuralı gibi görünen şeyi bulmak yoğun ama tatmin edici bir deneyim oldu.
“Orada çok fazla kum tanesi, çakıl taşı ve asteroit var ve hepsi evrensel bir şekilde p∂rçalanarak gelişiyor,” diyor Domokos, kendisi aynı zamanda ilk bilinen statik denge noktalarının sayısının en az olduğu (sadece iki) dışbükey şekli olan Gömböc’ün mucidi olan kişidir.
Çarpışmalarla yontma, denge noktalarını yavaş yavaş ortadan kaldırır, ancak şekiller bir Gömböc olmaktan kurtulamaz; bu da doğal sürecin ulaşılamaz bir bitiş noktası olarak görünür.
Mevcut sonuç, başlangıç noktasının benzer şekilde ikonik bir geometrik şekil olabileceğini göstermektedir: 26 denge noktasına sahip küp. “Saf geometrinin yaygın doğal bir süreç için bu bağlantıları sağlaması gerçeği bana mutluluk veriyor” diyor.
Jerolmack, “Doğada bir kaya aldığınızda, mükemmel bir küp değil, ama her biri bir küpün istatistiksel gölgesi.” diye ekliyor. “Platon’un mağara alegorisine dikkat çekiyor. Evreni anlamak için gerekli olan idealize bir form sundu, ancak tüm gördüğümüz bu mükemmel formun çarpık gölgeleri.”
Berk Turgut
