Çizgi romanlarda fizik

Çizgi romanlarda fizik – Bilgi aktarım yöntemi olarak süper kahramanlar

 

Burak Cem Coşkun – Sabancı Üniversitesi, Fizik Bölümü Lisansüstü öğrencisi

 

Tarihte diyagram ve çizgilerle hikaye anlatıcılığının öncülerinden İstanköylü Epikharmos, toplumların kurucu öğeleri olan mitosların aktarım yolu olarak bu çizgisel anlatım yolunu seçmiş ve insanlarda bıraktığı izlerden büyük ihtimal etkilenmişti. Modern mitoslar günümüzde çizgi romanların köşe taşlarını oluşturabildiği gibi, bu yazıda inceleyeceğimiz üzere  Minesota Üniversitesi fizik profesörü James Kakalios gibileri gençlere temel bilimsel konseptleri öğretmede çizgi romanların diğer birçok yöntemden daha etkili olduğunu ortaya koymuştur. Özellikle temel fizik problemleri ile ilgili analojiler veya diyagramlarla herhangi bir anlatıma girildiğinde öğrencilerden en çok, “iyi de bunu gerçek hayatta nerede kullanacağız?” sorusu duyulduğu, halbuki bir fizik yasası herhangi bir süper kahraman üzerinden anlatıldığında bu tarz soruların sorulmayıp öğrenciler tarafından ilginç bir şekilde benimsenmesi, 1960’lı yıllarda çizgi roman yazarlarını bilimsel yöntem ve konseptlerin bu süper kahramanlarla birlikte insanlara aktarılmasının önünü açmıştı. Ortaçağ dönemi Avrupa’sında Viking tanrıları için kurban veren bu mitosun günümüzde çocukların oyuncak ve kitaplarını doldurup taşırması işte çizgi romanların bilgiyi aktarım yönünden ne kadar kuvvetli birer araç olduğunun adeta kanıtıdır. Şimdi gelin yeri geldiğinde ses hızını aşabilen ve hatta ışık hızına yakın hızlarda koşabilen bir kahraman olan Flash’in bu çizgi romanlarda fizik ile harmanlanmış yeteneklerini kısaca inceleyelim.

Kütleçekim ve sürtünme

Flash’in çok büyük hızlara ulaşması onun kütleçekimini yenmesinin en önemli sebebi iken bunun sonucunda binaların yanlarından tırmanabilir ve o yüksekliklere bir adım mesafesi ile zıplayabilir. Bir kişi zıpladığında kütleçekim etkisi ile yavaşlar ve belli bir yükseklikte hızı sıfırlanır.  Bina tepesine ulaştığında hızı minimum hız olan v^2=2gh ulaştığında binaya tırmanması için önünde bir engel yok. Aslında Flash’in burda yaptığı Newton’un 3. Yasasından yararlanıp zemindeki sürtünme kuvvetini kullanması sayesindedir. Atomlar homojen, periyodik olarak kristal yapıda ya da amorf , rastgele yapıda dizilime sahiptirler. Flash’in her bir adımı bu atomlar arası bağı koparıp yenilerinin oluşmasını sağlar. İşte bu atomik düzenlemeye karşı direnç sürtünmedir ve o olamadan Flash hiçbir yere koşamaz. Cismin ağırlığı ile doğru orantılı olan bu sürtünme binaların yanından koşarken zemine dik herhangi bir ağrılık olmamasından ötürü pek mümkün gözükmez. Asıl yaptığı, bir adımında binanın yüksekliği olan mesafeyi katedebilmesidir. Aynı şekilde hava ve su gibi akışkanları manipüle edebilen Flash, bir şok dalgası ile rakiplerini yenme özelliğine sahiptir. Hava molekülleri arasında çok büyük boşluklar bulunur ve ideal koşullarda bu moleküller neredeyse ses hızında yer değiştirirler. Biz koştuğumuzda yüksek yoğunluklu bir birikme oluşmaz çünkü ortalama hızımız bu moleküllerin hızlarından düşüktür. Flash ise havanın belirli bir hacmini bu moleküllerden hızlı oynatır ve önünde şok birikim dalgası yaratır. Bu fizik kurallarınca mümkündür. Aynı zamanda su üzerinde de koşabilmesi su moleküllerinin tepki süresinden çok daha hızlı basabilmesi ve sıvının katı gibi davranmasını sağlamasındandır(elinizi suya sertçe vurup çekin, beton etkisi dedğimiz etki gibi… ). Yine Newton’un 3.Yasası ayaklarının altında oluşturduğu vortexlerle ona ters yönde bir tepki kuvveti sağlayarak  onu suyun üstünde tutar.

Ses hızı, basınç ve Doppler

Flash koşarken düşen insanları yavaşlatabilen, bombaları durdurabilen alçak basınç alanları yaratır. Koşarken hava kütlesinin yerini değiştirdiğinde düşük yoğunluklu arta kalan alan vakum etkisi yapar. Hava bu vakumu doldurmak ister ve etrafında bulduğu her şeyi beraberinde sürükler. Metro tünelinde Yenikapı metrosu geçmek üzereyken elinizde tuttuğunuz HBT dergisini havaya atın ve aynı etkiyi gözlemleyin. Tren ne kadar hızlıysa basınç farkı o kadar fazla, etraftaki objelere uygulanan kuvvet de o kadar fazla olur.

Flash aynı zamanda sesten hızlı koştuğunda(saniyede 343 metre) etrafındakilerle iletişim kuramaz ve başınç dalgalanmaları sonucu oluşan sonik patlama yaratabilir. Ses dalgalarının dalgaboyları bu yerdeğiştirmelerden dolayı sıkışırsa, Flash’a ulaşan sesler aynı zamanda Doppler kaymasına uğrar. Bir ambulans hareket halinde sizden uzaklaşırken veya yaklaşırken sirenlerine dikkat edin, işte aynı bunun gibi frekans kaymaları yaşanır.

 

Resim 1. Ne kadar hızlı koşarsa önündeki hava kütlesini hareket ettirmesi o kadar zorlaşır.

Resim 2. Arkasında bıraktığı düşük  basınçlı alanla cisimleri yönlendirir.

Bağıl hız

Flash’in mermileri havada durdurma yöntemi Newton yasaları ile uyumludur. İlk önce merminin hızı ile kendi hızını eşitler ve kendisi ile mermi arasındaki bağıl hızı sıfırlayarak mermiyi yönlendirebilir. Beyzbol tutucularının topun gidiş yönünde doğru anlık hareketle topu yakalamaları gibi…

Resim 3. İtme ve momentum, mermiyi durdurması için kullanması gereken konseptler arasında.

 

Özel görelilik, ışık hızı ve kuantum mekaniği

Flash bazı durumlarda ışık hızına da yaklaşabilir. Einstein’ın özel göreliliğine göre hareket halindeki cisimler birbirlerine göre farklı sistemlerde  uzunluk,zaman ve kütle gibi niceliklerde farklılıklar gözlemler. Tabii ki işin detayında bu kadar basit olmadığı bir gerçek fakat konsept olarak kullanılabilmesi bile önemlidir. Örneğin, Flash koşarken dışardan bir gözlemciye göre daha zayıf gözükecek(uzunluğunda bir sıkışma olacak) ve zaman ona göre daha yavaş akacak, relativistik etkilerle kütle kazanacaktır. Aynı zamanda vücut titreşim frekansını duvardaki atomların frekansına eşitleyip katı objelerin içinden geçebilmesi aslında kuantum tünelleme ile de mümkündür.

Resim 4. Işık hızına yaklaştıkça ağırlaştığını farkeden ve yorulan Flash.

Resim 5. Kuantum tünelleme ile katı objelerden geçen Flash. Hızı ne kadar artarsa geçiş olasılığı da o kadar artar. 

Kaynakça

1 – Kakalios, James, 2009, The physics of superheroes, Spectacular second edition, Gotham Books

2 – National Periodical Publicaitons Inc.(DC)

 

 Spotify üzerinden dinlemek için;