Pişmemiş spagetti neden ikiye değil de ille üçe bölünür

Ama önemli bir sorun daha var. Çiğ spagetti iki ucundan kırılma noktasına kadar esnetilip at nalı gibi büküldüğünde neden ikiye değil de, üç ya da daha fazla parçaya bölünür? Problemi ilk kez ortaya atan kişi Nobelli fizikçi Richard Feynman. Pierre-Gilles de Gennes, 1991 yılında Nobel Fizik Ödülü’nü kazandığında kendisine şu soru yöneltilir: Fiziğin çözmesi gereken problemleri sayabilir misiniz? O da şu cevabı verir: Spagettinin kırılma problemi... İşte o gün De Gennes’i televizyonda izleyen Fransız genci fizikçi olur, bir meslektaşıyla birlikte altı paket makarna ve yüksek enstantaneli kamera alıp bir hafta içinde problemi çözer.

Bugüne kadar sorulmuş fizik sorularının en sinir bozucularından biridir: Tereyağlı ekmek yere düştüğünde neden ille de sürülü tarafın üstüne konar?

Murphy kanunlarına göre açıklarsanız, yanlış gitmesi gereken her şey yanlış gider de ondan. Ama, fizikçiler bu yanıtla tatmin olmaz. Sürülü ekmeğin ortalama yükseklikte bir masadan yere düşme mesafesinde sadece bir yarım dönüşlük zamanı olduğunu bulurlar. Düşme eylemine yüzü yukarı dönük başlarsa, yere mutlaka ters konar.

Uzay ve zamanın yapısı, kara delikler ve Büyük Patlama’nın yanı sıra tereyağlı ekmek sorununa da kafa patlatan fizikçilerin önünde çözülmesi gereken bir esrar daha vardır: Makarnanın kırılma problemi.

Sorun şöyle başlar:

Modern Kuantum Teorisinin babası, Nobel ödüllü Amerikalı fizikçi Richard Feynman ve bilgisayar mucidi arkadaşı Danny Hillis günün birinde spagetti pişirirken, makarnanın iki ucundan esnetilip kuvvetle büküldüğünde hep üç ya da daha fazla parçaya bölündüğünü, asla ve asla ikiye ayrılmadığını tespit ederler. Yemeği filan bırakıp iki saat boyunca çılgınca teoriler üretirler. Daha sonraları Hillis’in ‘No Ordinary Genius’ kitabında anlattığına göre o gün, iki arkadaş mutfaktaki deney sırasında bütün spagettileri kırar, ancak ikiye bölünememe vakasına şöyle akla yakın bir teori uyduramazlar.

Ses ve titreşimi izole eder düşüncesiyle makarnayı suyun içinde kırmayı da denerler. Ama sonuç yine aynıdır. Spagetti mümkünü yok iki parçaya ayrılmamaktadır. ‘Birlikte en çok spagetti yemeyi severdik. O gün spagetti parçalarını mutfağın her yanına saçtık, ancak iyi bir teori geliştiremedik’ diye yazar Hillis.

Einstein’dan bu yana yaşayan en parlak beyin diye bilinen Feynman, 1988 yılında ölür. Makarna deneyini iki saatlik mutfak macerasından öteye taşımadığı için de problem çözümsüz kalır.

İşte böylece spagetti sorunsalı, fizikçiler alemine meydan okuyan gizemlerden biri haline gelir. Hatta 1991 yılında Nobel Fizik Ödülü’nü kazanan Pierre-Gilles de Gennes, televizyon röportajı sırasında ‘Fiziğin çözmesi gereken daha hangi problemler var?’ sorusuna şu yanıtı verir: ‘Spagettinin kırılma problemi...’

Basile Audoly adlı Fransız öğrenci televizyonda fizikçinin yanıtını duyunca çok şaşırır. Lise olgunluk sınavını vermeye hazırlanan örnek bir öğrenci olan Audoly daha sonra üniversitede fizik öğrenimi görür, mezun olunca CNRS adlı araştırma kurumunda işe başlar. Spagetti meselesini de unutur. Ta ki spagetti deneyleri üzerine bir makaleyi okuyuncaya kadar. Fizikçiler dikey duran bir makarna çubuğu üzerine çeşitli ağırlıklar bırakmış ve parçaların ölçümünü yapmışlardır.

Audoly fizik literatürünü biraz karıştırınca Feynman’ın spagetti probleminin halen çözülmemiş olduğunu fark eder. Meslektaşı Sebastien Neukirch ile birlikte hemen bir süpermarkete gidip, değişik sertlikte altı paket Barilla marka makarna; laboratuvardan da deneylerde kullanılan yüksek enstantaneli kamera alır. Bir hafta sonra spagettinin kırılma problemi artık çözülmüştür. ‘Bugüne kadar hiçbir deneyi bu kadar ucuz ve hızlı bitirmemiştim’ der Audoly.

ASLINDA İKİYE AYRILIYOR

Hızlı kamerayla yapılan deney sırasında spagettiyi iki ucundan tutup bükme eylemi yerine, o kritik ilk kırılma anında yoğunlaşırlar. Elde edilen görüntüye göre bükülmenin ardından spagettinin iki ucu hızla geriye fırlamakta, işte o anda çok sayıda kırılma meydana gelmektedir. Bu olay sırasında çok büyük ivmelerin meydana geldiğini tespit ederler.

Yüksek enstantaneli kamera çekimi bu olayın nedenini şöyle açıklıyor: Spagettinin hızlı bir şekilde geriye fırlaması, makarna çubuğunun içinden hızla geçen bükülgen dalgaların oluşumuna yol açıyor. Dalga kıvrımları birbirine geçtiği zaman, spagettinin birkaç yerinde aşırı derecede basınç meydana geliyor ve işte oradan kırılıyor. Bir bilgisayar simülasyonu da sonucu doğruluyor.

Burada, saniyede 1000 kare çeken hızlı kameranın rolü çok önemli. İnsan gözü makarnanın aynı anda birçok parçaya bölündüğünü algılıyor. Oysa hızlı kamera görüntülerine göre makarna önce ikiye ayrılıyor, sonra dalgaların yarattığı baskıyla diğer kırıklar oluşuyor.

Ancak bu çalışmayla makarna sorunsalı da çözüldü zannetmeyin. Şimdi sırada başka bir problem var: Teoriye göre her kırılmanın yeni dalgalar ve kırılmalara yol açması, yani spagettinin üç-beş değil, sonsuz sayıda parçaya bölünmesi gerekiyordu. Şimdi Audoly ve Neukirch bunun neden böyle olmadığını araştırıyor. Peki kırık makarnaları ne yapıyorlar? Yiyorlar mı? Hayır. Kurumun parasıyla alındığı için çöpe atıyorlar.