Su Altında Ateş Edersek Ne Olur?

Her şeyden önce bir silah nasıl olur da suyun içerisinde ya da uzay boşluğunda ateş alır ya da alabilir mi bunu düşünmemiz gerekiyor. Aslında her ikisinde de silah ateş alabiliyor. Peki nasıl oluyor da oksijenin yokluğunda böyle bir tepkime başlayabiliyor?

Aslında ortamda oksijen bulunuyor, yani aslında ortamda değil, barutun içerisinde. Dolayısıyla tetiğe basılmasıyla barutun içerisinde başlayan reaksiyonlar, yanmanın gerçekleşebilmesi için gerekli oksijeni sağlamış oluyor. Bu sayede silah hem boşlukta hem de su altında ateş alabiliyor. Peki su altında ateş etmenin nasıl bir özelliği var? Aşağıdaki GIF'te bir havuzun içerisinde ateşlenen tabancayı görüyoruz.

gunfire in water

Eğer dikkatle ve bilimsel bir merakla inceleyecek olursanız, çıkan havanın ilginç hareketi dikkatinizi çekecektir. Burada muhteşem bir fizik yatıyor. Şaşırtıcı bir şekilde burada gerçekleşen olayı, yıldızların iç yapılarından, evrenin oluşum mekanizmalarına kadar çok geniş bir alanda görebiliyoruz.

GIF'te, silah ateş aldığı anda, namlunun ucunda bir hava kabarcığı oluştuğunu ve bunun şiştiğini görüyoruz. Bu oldukça akla yatkın, çünkü çok miktarda gaz açığa çıkıyor. Ardından olan şey ise, bu gazın kendi üzerine doğru çökmesi! Bununla da kalmıyor, belirli bir miktar çöktükten sonra tekrar şişiyor! Burada gerçekleşen fiziksel mekanizma gerçekten büyüleyici.

Başta olan şey, gazın şişerek büyümesi. Elbette bu oldukça sıcak bir gaz ve kısa sürede etrafındaki, kendinden daha soğuk olan suya bir miktar ısı aktarıyor. Büyük bir başlangıç hızıyla genişliyor ve bunun etkisiyle olması gerekenden büyük bir hacim kaplıyor, üstelik bu esnada soğuyor. Bu sebeple dışarıdaki su basıncı buna galip gelerek havanın büzüşmesine sebep oluyor. Fakat büzüştükçe sıcaklığı tekrar artıyor ve yine olması gerekenden fazla bir basınç oluşuyor. Yani ortamda denge kurulmaya çalışılıyor, fakat denge durumunu öyle büyük bir hızla geçiyorlar ki dengeye gelemiyorlar. Bu sebeple sıcaklığı artan gaz tekrar genleşiyor, ardından soğuyor ve süreç başa dönüyor. Aslında bu süreç sonsuza kadar bu şekilde sönümlenerek gidiyor. Aşağıdaki videoda, bu sürecin birkaç tekrarlı halini yavaş çekimde görebilirsiniz.

İşin bir diğer güzel tarafı da bunun homojen bir şekilde gerçekleşmiyor oluşu. Yani bir miktar gaz dışarıya ufak baloncuklar halinde kaçıyor. Aynı zamanda suyun içerisindeki rastgele hareket bir türbülansa sebep olup bir karışma yaratıyor ve ikinci şişip çökmeden sonra, bu sürecin kaybolup gittiğini görüyoruz. Bunun yanında havuz, tamamen kapalı bir kap olmadığı için, oluşan gaz basıncı, suyu bir miktar yukarıya kaldırarak enerjisini havuzun dışındaki havaya aktarabiliyor. Böylelikle sistem enerjisini kendi içerisinde kaybediyor ve hareket en nihayetinde kısa sürede kayboluyor. Olayın tabanca kaynaklı bir etki olmadığını anlamak için, aşağıdaki su altında patlama videosuna da bakabilirsiniz.

Bazı yıldızlar, tıpkı bu süreçte olduğu gibi günler mertebesinde ciddi anlamda şişip büzüşürler (Bkz. Yıldız Astrofiziği: Kappa (Vana) Mekanizması). Benzeri şekilde evrenin oluşumu sırasında da, tıpkı bir yayın esneyip gerilmesi sırasında yaptığı salınım gibi salınımlar görürüz. Basit bir soru, basit bir deney, fakat evren hakkında inanılmaz derecede önemli şeyler anlatıyor. Elbette doğru şekilde bakmayı bilirseniz!

Ögetay Kayalı

Referanslar
1. De Boer, K. ., & Seggewiss, W. (2008). Stars and Stellar Evolution.
2. Liddle, A. (2015). An Introduction to Modern Cosmology. Wiley.
3. Coles, P., & Lucchin, F. (2002). Cosmology: The Origin and Evolution of Cosmic Structure. Wiley.
4. UCLA, "Listening for the size of the universe", <http://www.astro.ucla.edu/~wright/BAO-cosmology.html>

Ögetay Kayalı

Astronom. Özel ilgi alanı teorik kozmoloji, özellikle Einstein'ın görelilik kuramının modifiye edilmesi (modified gravity) üzerine uğraşıyor. Bunların yanında ender bulduğu zaman aralıklarında kafasına esince programlama, 3B modelleme, makineler, tasarım, fotoğrafçılık, resim ve satranç ile de ilgileniyor.

Ögetay Kayalı 120 makale yazdıÖgetay Kayalı tarafından yazılan tüm makaleleri gör