Örümcekler Uçmak İçin Elektrik Alan Kullanıyor

Hiçbir zaman kanat geliştirmemiş olan birçok örümcek türü, bunun yerine, narin popolarından sarkan birkaç kısa tüyden başka bir şey kullanmadan gökyüzüne çıkmak için esrarengiz bir yetenek geliştirdi.

Tarihsel olarak biyologlar bunun muhtemelen Dünya yüzeyine yakın ısınan havanın dönen girdaplarıyla bir ilgisi olduğunu varsaysalar da bu omurgasızların yeteneklerini nasıl kullanabildikleri hiçbir zaman tam olarak açık olmadı.

Bununla birlikte, oldukça steampunk bir mekanizmayı destekleyen kanıtlar biriktikçe, alternatif bir öneri dikkat çekiyor. Örümcekler, termalleri kullanmak yerine, elektrik dalgalarıyla gökyüzüne yelken açabilir.

2018'de Bristol Üniversitesi'nden bilim insanları tarafından yürütülen araştırmalar, hava etkinliği tarafından üretilen elektrik alanlarının, elektrostatik olarak yüklü tek bir ağ örgüsünü ve onun eklembacaklılarını yerden yeterince yukarı sürükleyebileceğini gösterdi.

Şimdi, birden fazla ‘sarkan örümcek ipliği’ üzerindeki elektromanyetik etkileşimlerin arkasındaki matematiği modelleyen yeni bir çalışma, tartışmaya önemli yeni ayrıntılar kattı.

Bu, bilim adamlarının tamamen veya kısmen balonlaşma olarak adlandırdıkları elektrik yüklerinin mutlak sorumlu olduğu anlamına gelmez. Ancak işteki gerçek fizikle ilgili bir sürü soruyu yanıtlıyor.

Örümceklerin avlarını yakalamak için ağlarına hafif bir yük ekleyebileceği gerçeği, bir süredir deneysel çalışmaların odak noktası olmuştur.

Ne yazık ki, kısa bir iplik kaymasının elektrostatik aktivitesini ölçmek, laboratuvar koşullarında çok zordur.

Böylece araştırmacılar, bir örümcekten bükülen elektrostatik olarak yüklü tek bir ipliğin bir atmosferin kendi zayıf yüklü alanıyla nasıl etkileşime girebileceğini belirlemek için basit bir modelleme kullandı.

Gerçekte, balon örümcekler onları yukarı ve uzağa kaldırmak için iki, üç ve hatta düzinelerce ince iplik örebilir. Negatif yüklü malzemeyle kaplanmış her bir ipliğin diğer ipliklerle nasıl etkileşime girebileceği açık bir sorudur.

Bu soruyu araştırmak için, fizikçiler bilgisayarlı grafiklerde yaygın olarak kullanılan bir algoritma ile önceki çalışmalardan elde edilen ölçümleri birleştirdi.

Küçük bir örümcek türünü temsil eden 2 milimetre genişliğindeki bir küreye 2 ila 8 sanal kıl ekleyerek, yük dağılımı, atmosferik elektrik alanları ve hava direnci gibi bir dizi değişkeni ayarlayabilir ve uçmasını izleyebilirler.

İlk başta, ipliklerin hepsi aşağı yukarı dikey kaldı. Ancak simülasyonlar ortaya çıktıkça, iplikler boyunca negatif yükler birbirinden ayrıldı ve iplik koleksiyonunu ters çevrilmiş bir koni şekline genişletti.

Bu da yükselmelerini yavaşlattı, düşmelerine ve ipliklerin tekrar bir araya toplanmasına neden oldu, elektrostatik itme ile atmosferik sürükleme arasındaki gerilimi bir örümcek balonunun iplik sayısını belirlemede önemli bir faktör haline getirdi.

Habchi, “En azından küçük örümcekler için, yukarı doğru hava akımlarından herhangi bir yardım olmaksızın elektrik alanının balonlaşmaya neden olabileceğini düşünüyoruz” dedi.

Öte yandan, eğer matematik işe yararsa, örümcekten ilham alan nano ölçekli dronların uçuş teknolojisinin yeni bir yolu olabilir.

Bu araştırma Physical Review E'de yayınlandı.