Basınç altındaki akışkanın içindeki parçacıkların, titreşim karşısındaki durumu nedir?

burtay-mutlu-shibumi-tr1695

burtay-mutlu-shibumi-tr1695

Denizde gözlükle yüzmeyi severim. Yüzme esnasında, oluşan hava kabarcıklarının su içindeki davranışlarını izliyordum. Suyun içine kuvvet uygulayarak itme yapıp, kabarcıkları su içinde sabit tutmaya çalışırken; büyük kabarcıkların su yüzüne çıkmaya çalışırken, (elimle uyguladığım) itici basınç karşısında dağılıp, daha küçük kabarcıklara ayrıldığını ve bu şekilde yollarına devam ettiğini gördüm. Ayrıca hava kabarcığı dağılamayacak kadar küçük ise basinç karşısında bulunduğu pozisyonu koruduğunu ancak düzenli esneme ile titreşerek, (uzun ve kısa çapları düzenli değişerek) elipsoid benzeri bir yapıda kaldığını gördüm... Buraya kadar olan kısmını bir çoğumuz gözlemlemiştir. Ancak dikkat etmemiş olabiliriz. Evrendeki bir çok yapının aynı kuralların etkisi altında olduğunu fakat farklı koşullara göre farklı cevaplar verildiğini düşünenlerdenim... Bu çerçevede varsayımım açısından bazı fikirler aklıma geldi. Uygulanabilirliklerine karar vermeden önce, bazi sorularla fikirlerinizi almak istiyorum. 1) Enerjinin dağılma, homojenleşme yönündeki özelliği benzer bir etki altında olmasından kaynaklanıyor olabilir mi? 2) Akışkanda basınç var ise içinde yüzen ve yoğunluğu akışkan ile aynı bir nesne ile birazcık daha yoğun olup batan ikinci aynı hacimli cisim açısından, sisteme titreşim şeklinde enerji verildiğinde (sudaki ses dalgaları gibi) bu iki farklı nesnenin olası tepkileri ne olur? (Burada titreşimle, batan nesnenin yüzme eylemine geçeceğini umuyorum. Ama konuyu araştırma imkanım dar bu dönemde...) 3) Batan nesnenin yoğunluk değişmeden hacim değiştirmesinin, aynı şartlar altında ne tür farklı etkileri olabilir?

omer-karanlik-profil5833

@burtay hocam; anlaşılan tatiliniz bitmiş :) su içerisinde elinizle yaptığınız değişimde büyük kabarcığın mevcut pozisyonunda kalması için gerekli olan basıncı (evren için konuşursak mevcut enerji yoğunluğunu) değiştirdiğinizden dolayı kabarcıklarda değişim meydana geldi... sanırım elinizle yaptığınız hareket büyük kabarcığın pozisyonunu koruması için gerekli olan basınç(enerji) düzeyini değiştirdiğinden dolayı kabarcıkda değişim meydana geldi... yapmış olduğun eylem büyük kabarcığın pozisyonunu koruması gereken basınç düzeyinde azalma meydana getirmiş olmalı ki daha küçük kabarcıklara dönüşüp yoluna devam etmiştir... mesela aynı durumda kabarcığa daha büyük bir basınç uygulamış olsaydınız (mevcut pozisyonunu koruması gerekenden fazla) o zaman kabarcığınız daha büyük olacaktır...

burtay-mutlu-shibumi-tr1695

Sayın Karanlık Profil, basıncın yönüne, şiddetine ve sürekliliğinedeğişkenliğine göre kabarcıkların bütünlüğünü koruması veya dağılması konusundaki fikirlerinizle uyumlu düşündüğüm noktalar var. Cevabınız için teşekkür ederim. Ancak sorumun amacı; enerjinin dağılma -homojenleşme eğiliminin benzer fizik kanunlarının etkisi altında olup olamayacağı yönündeki fikrinizi almak. Ek olarak yanında bir kaç ek soru daha var. Görünüşte bağlantısız olsalarda, aralarında ilişki var. Özellikle kütlenin, evren dokusundaki durumu hakkındaki sorgulamalarım açısından. Bu ilk cevabınızın ardından, konuyu tekrar ele alırsanız çok sevinirim. Sanırım, karadeliklerle ilgili (sizin) yaklaşımınızı da işin içine katarsanız, bana yol gösterici bir yorum daha sağlamış olursunuz. Not: Tatilin son kısmındayım. :-) İyi geliyor.

kemal-bay-hickimse7261

1. ve 2. soruları anladım fakat hiçbir fikrim yok nedenine dair. 3. soruyu tam anlamadım fakat anlamış olsaydım bile muhtemelen bir fikrim olmazdı. (: İyi tatiller.

burtay-mutlu-shibumi-tr1695

Teşekkürler Bay Hiçkimse... (:

omer-karanlik-profil5833

1- benzer etki ney olabilir diye düşünmeden duramadım :) 2- hem yüzmeye başlar hemde batmaya devam eder...aynı uçağın inişe geçerken ki durumu gibi hem uçuyor ama aynı zamanda iniş yapıyor...(burada bi parantez açtım çünkü; eğer verilen enerji düzeyi ile batan cismin yoğunluğunu akışkanın yoğunluğundan az ise hem yüzme hemde batma durumu olur eşitlenirse yüzer üzerine çıkarsa yukarı doğru bir yüzme gerçekleşir) 3-yoğunluğu değişmeden hacim artarsa dolayısıyla kütlesininde artacağını varsayarak sadece tek bir değişiklik olurdu o da yüzme eyleminin hızı... iyi tatiller :)

burtay-mutlu-shibumi-tr1695

Teşekkürler Karanlık Profil... :-) Peki "hacim yerine kütle", "akışkan yerine uzay-zaman dokusu" koyarsak, durumu sizce nasıl ele alabiliriz?

huseyin-can6867

@burtay viskoziteyi araştırmanızı öneririm derinlemesine düşünrseniz sorunuzun cevabını bulucaksınız akışkanlar mekaniği ile ilgileniyorsanız viskozite kavramını bilmeniz gerekli

vide-supra1191

Burtay bey iyi tatiller. Gözlemlerinizde temel olarak iki etki söz konusu galiba. Biri su moleküllerinin hidrojen bağları ile birbirlerini çekmesinden dolayı korunan küre şekli, diğeri de bu basınç dengesini bozan dış basınç dalgası olabilir. Büyük kabarcıkların küçük olanlara göre daha dengesiz ve parçalanmaya meyilli olmasının temel sebebi ise kürenin artan yüzey alanına göre yüzey geriliminin etkisinin azalmasıdır. Küçük kabarcıklar görece daha yüksek bir yüzey gerilimi ile küre şekillerini koruyabilirler. Buna göre yorum yaparsak eğer uyguladığınız kuvvetin büyüklüğüyle orantılı olarak daha küçük kabarcıklar oluşmasını beklenebilir. Bunun en güzel örneği düşen su öbekleri üzerinde yapılan deneylerdir. https://pmm.nasa.gov/education/articles/shape-of-a-raindrop buradan tek bir damlanın hava yüzünden nasıl şekil aldığı, http://infinitespider.com/shape-raindrops/ burada da daha büyük öbeklerin nasıl düşme eğilimde olduklarının açıklamaları mevcut. İlk sorunuz için enerjinin dağılma ve aktarılma davranışının dış bir etkiyle olduğunu düşünüyorum. Fakat sadece bu kabarcık davranışı açısından sistem benzer dahi gözükse karşılaştırma yapmak bilimsel veri açısından anlamsız olabilir. Fakat bu kabarcık davranışının kaotik hareketleri denklemleştirilirse ve bu denklem enerjinin çok dar kapsamlı davranışını açıklayabilirse o zaman entropiyi bile buradan tanımlama cesaretini bulabilmek mümkün olabilir. İkinci sorunuz için sizinle aynı fikirdeyim. Aslında akustik yükseltme yöntemiyle çok hafif nesneler açık hava basıncında yükseltilebilmektedir. Bu yüzden bu gerçek ve gözlemlenen bir davranıştır. Batan ya da sabit bir nesne için sabit yoğunlukta hacim ya da kütlenin değişmesi bir değişiklik yaratmayacaktır. (m*g=v*d*g) Yani artan bir hacim varsa bu kütleyi de aynı oranda değiştirir ve suyun kaldırma kuvvetini de aynı oranda arttırır.

burtay-mutlu-shibumi-tr1695

Sayın Vide Supra, linkler özellikle ikincisi için teşekkür ederim. İşime yarayacak gibi... İlk soruda evrenin genişlemesi ve bu genişlemeden kaynaklı ters yönlü dalgalar (varlığı şüpheli EGD) arasında kalan enerji öbekleri açısından ele aldım. Küçük kabarcıklarıda bu akışkan uzay-zaman ortamı içinde eneji paketçiklerinin karalı olabildikleri durum açısından sorgulamaya çalışıyorum. 3ncü soru için ek olarak: Akışkanda yüzen nesnenin yoğunluğu arttığında, nesne batacak. Eğer akışkana daha yoğun frekansta ve enerjik (ses) dalga verirsek, (dalgaların hızı değişmese de) artan yoğunluğuna rağmen bu nesne, batmayacak ve yüzecek o halde. Yine de nesnenin ulaştığı bir yoğunluk derecesinden sonra, dalgaların frekansı artırılamıyorsa (hızı akışkanda sabit olduğundan) her halükarda batacak. Anladığım sizce doğru mu? (Hacim artışını, titreşimden kaynaklanan dalgaların, "temas yüzey alanını artırma" açısından sormuştum ama onu da dolaylı yoldan -dalgaların olmadığı durumu ele alırken- zaten cevaplamışsınız.) Teşekkür ederim.

burtay-mutlu-shibumi-tr1695

@huseyin, sağol çok yardımcı oldun.

burtay-mutlu-shibumi-tr1695

Aslında (bu yazı daha çok Karanlık Profil için... Ama başka beyinlerin yaklaşımı ve eleştirel katkısı ile daha iyi olur diye paylaşıyorum.) bu konu kafamda uzun süredir var. Ancak düşünceler daha yeni filizlenmeye başlıyor. Temel olarak uzay-zaman dokusunu, enerji içeriğinden dolayı bir süper akışkan gibi ele almaya çalışıyorum. Tüm hatalarıma ve eksiklerime rağmen, arkadaşların sabrı ve katkısı ile bir şeyler geliştirip, kendi bakışımla harmanlayıp ileri sürdüm. Bunlardan biri de; "aslında fotonun, elektro manyetik dalgalar üzerinde bir sörfçü" olduğu ve momentum enerjisini de bu dalganın hareketine "dik" yöndeki titreşiminde sakladığı, taşıdığı idi. Bu varsayımın zayıf noktası ise; tamamı bu doku ile dolu olan bir evrende, bir sörfçünün nasıl olacağı idi. Çünkü sörf yapmanın diğer anlamı, yolcunun, taşıyıcı ortamın etkilerinin dışındada olmasını gerektiriyor. 3 boyutlu algımda bunu gerektiriyor. (Ortam su ise, sörfçü su dışında gibi...) Bu sörfçüyü 4 boyuta uygulayamamıştım. Yani bir bakıma kütlesiz foton ile kütleli bir kuark'a uygulandığında, sonuç benzer oluyordu. Aynı ortamda ve aynı şartlar altında, bu ikisini birbirinden ayıracak bir başka açıdan bakışa ihtiyacım vardı. Ancak basınç altındaki bir akışkanın, nesnelere titreşimlerden dolayı farklı davranması bana bu kapıyı açabilir gibi geldi. Neye göre sörfçü (foton)? Neye göre batıyor, sabitleniyor (kara delik)? Neye göre yüzüyor (kütle)?

burtay-mutlu-shibumi-tr1695

Necmi Bey ile yapılan ve onu kaybetmemize neden olan tartışmalar aslında bir yandan çok işimize yaradı. Ciddi bir sorgulama ve araştırma sağladı. Tartışmaları uzaktan izlemenin bir faydasını da gördüm. Bir yaklaşımda gördüm. Momentum kaynaklı kütleyi nasıl tarif edebileceğimiz (?) Çılgınca bir yaklaşım olsa da, en ezından doğru yaklaşıma araç olabilir. Mevcut fizikte, parçacığın kütlesi tarif edilirken, mesela molekülü veya atomu bir bütün parçacık olarak ele alıyoruz. Mevcut kimya da bunun üzerine kurulu. Zaten fiziğimizde, bölünemez olarak görülen atom'un tek bir parçacık olarak ele aldığı dönemlerden atılan temeller üzerinde yükseldi. Daha sonra atom'un parçalanması, temel parçacıkların keşfi ile zenginleşti ve güçlendi, Yine de temel aynı... Atom kütlesini ele aldığımızda tek bir bütün olarak; hem içindeki parçacıkları hemde bunlar arasındaki bağ enerjilerinin toplamını ele alıyoruz. En azından kütle ölçerken bu şekilde ele alıyoruz ki, bu atomun uyguladığı kütle çekim kuvveti da (uzayı bükmesi) ile doğrulanıyor. Burya kadar güzel, Peki momentum nered saklanıyor? Taşınıyor? Elektronların daha yüksek enerji seviyelerine geçmesi ile mi? Böyle bir gözlem-deney var mi? Yoksa parçacıkların spinlerinde mi? Mevcut fizik, spinin bir içsel dönme hareketi olarak tanımlıyor. O zaman spini artıyor, hızlanıyor olmalı. Çünkü ek enerji var. Oysa gene spinin bu şekilde arttığına ve değiştiğine dair bir gözlem ya da matematiksel bir hesap sonucu bilmiyorum. (Varsa da bilmiyorum. Hatta bir parçacığın hatta atomun spininin bile gözlemlenip gözlemlenmediğini -elektron mikroskoplarıyla- bilmiyorum. Bu nedenle bu tür bilgilerle yanlışlarımın düzeltilmesi, katkı olacaktır.) O halde momentum, kütlede nasıl saklanıyor? Bu soruya geldim. Elektron yörüngesi değil, herhangi bir spinde değil, büyük ihtimalle parçacıklar arası bağ enerjisinde de değil ki bu bağların çok daha güçlenmiş olması gerekir. Sonra bu sayfada bir önceki yazımda değindiğim fotonun momentumunu, titreşiminde saklaması fikri ile bağdaştırmaya çalıştım. Momentum, kütlenin bir boyut üzerindeki titreşiminde saklanıyorsa, daha enerjik hale geliyordur. Yani dalga boyu kısalıyordur. Bunu ise kütleye nasıl uyarlacağımı düşünürken, "özel görelilik" i ele aldım. Hareket eden kütlenin momentumu artıkça, hareketin üzerinde olduğu uzamsal boyut kısalıyordu. (Bu arada Vide Supra'nın "foton kutusu" düşünce deneyi de bir şekilde katkıda bulundu.) Hareket yönündeki uzamsal boyutun kisalmasını, enerji yüklenen fotonun dalga boyunun kısalması ile bağdaştırınca, momentumun nerede ve nasıl saklandığı konusunda bir varsayım üretebildim. Kütleli parçacığın, hareket yönündeki titreşiminde... Sanırım bu şeklide ele alınırsa proton külesindeki eksik kalan kısmıda çözülebilir. (Protonun kütlesinin %70'i içindeki kuarklar ve aralarındaki gluon bağlarından geliyor ama %30'unun kaynağı hala bulunmadi diye biliyorum.)

burtay-mutlu-shibumi-tr1695

Necmi Bey ile yapılan ve onu kaybetmemize neden olan tartışmalar, bir yandan da işimize yaradı. Ciddi bir sorgulama ve araştırma imkanı sağladı. Tartışmaları uzaktan izlemenin bir faydasını da gördüm. Bir varsayım geliştirdim. Momentum kaynaklı kütleyi nasıl tarif edebileceğimiz (?) Çılgınca bir yaklaşım olsa da, en azından doğru yaklaşıma araç olabilir. Mevcut fizikte, parçacığın kütlesi tarif edilirken, mesela atomu bir bütün parçacık olarak ele alıyoruz. Mevcut kimya da bunun üzerine kurulu. Zaten fiziğimizde, atom'un tek bir parçacık olarak; bölünemez diye tanımlandığı dönemlerde atılan temeller üzerinde yükseldi. (Daha sonra atom'un parçalanması, temel parçacıkların keşfi ile zenginleşti ve güçlendi, Yine de temel aynı...) Atom kütlesini ele aldığımızda tek bir bütün olarak; hem içindeki parçacıkları hemde bunlar arasındaki bağ enerjilerinin toplamını ele alıyoruz. (En azından benim fikrim bu...) En azından kütle ölçerken bu şekilde ele alıyoruz ki, bu atomun uyguladığı kütle çekim kuvveti da (uzayı bükmesi) ile doğrulanıyor. Buraya kadar güzel, Peki momentum nerede saklanıyor? Taşınıyor? Elektronların daha yüksek enerji seviyelerine geçmesi ile mi? Böyle bir gözlem-deney yada matematiksel hesap sonucu var mı? Yoksa parçacıkların spinlerinde mi? Mevcut fizik, spinin bir içsel dönme hareketi olarak tanımlıyor. O zaman spini artıyor, hızlanıyor olmalı. Çünkü ek enerji var. Oysa gene spinin bu şekilde arttığına ve değiştiğine dair bir gözlem ya da matematiksel bir hesap sonucu bilmiyorum. (Varsa da gerçekten bilmiyorum. Hatta bir parçacığın hatta bir atomun spininin bile gözlemlenip, gözlemlenmediğini -elektron mikroskoplarıyla- bilmiyorum. Bu nedenle bu tür bilgilerle yanlışlarımın düzeltilmesi, katkı olacaktır.) O halde momentum, kütlede nasıl saklanıyor? Bu soruya geldim. Elektron yörüngesi değil, herhangi bir spinde değil, büyük ihtimalle parçacıklar arası bağ enerjisinde de değil ki bu bağların çok daha güçlenmiş olması gerekir. Sonra, bu sayfada bir önceki yazımda değindiğim, fotonun momentumunu, titreşiminde saklaması fikri ile bağdaştırmaya çalıştım. Momentum, kütlenin bir boyut üzerindeki titreşiminde saklanıyorsa, daha enerjik hale geliyordur. Yani dalga boyu kısalıyordur. Bunu ise kütleye nasıl (hangi boyutu?) uyarlacağımı düşünürken, "özel görelilik" i ele aldım. Hareket eden kütlenin momentumu arttıkça, hareketin üzerinde olduğu uzamsal boyut kısalıyordu. (Bu arada Vide Supra'nın "foton kutusu" düşünce deneyi de bir şekilde katkıda bulundu.) Hareket yönündeki uzamsal boyutun kısalmasını, enerji yüklenen fotonun dalga boyunun kısalması ile bağdaştırınca, momentumun nerede ve nasıl saklandığı konusunda bir varsayım üretebildim. Kütleli parçacığın, hareket yönündeki titreşiminde... Sanırım bu şeklide ele alınırsa, proton kütlesindeki "eksik kalan kısmıda" çözülebilir. (Protonun kütlesinin yaklaşık %70'i içindeki kuarklar ve aralarındaki gluon bağlarından geliyor ama, neredeyse %30'unun kaynağı hala bulunmadı diye biliyorum.) Eleştiri ve yaklaşımlarınızla; hatalarımın düzeltilmesini ve eksiklerimin tamamlanmasını rica ediyorum.