Dev Canavarların Bilimsel Analizi

Bilimkurgu ve hayal evreninin bir köşesi, kahramanın boyutlarının çevresine göre değiştiği, yolunun bazen devler ülkesine bazen de Liliput’a düştüğü eserlere aittir. Ant-Man’in dahil olduğu kahramanın küçüldüğü köşe çoğunlukla bilimkurguya aittir. Küçülmenin getireceği problemleri “Ant-Man’in Bilimsel Analizi”nde yazmıştım. Bu köşenin tam karşısında ise bilimkurgunun ve B filmlerin vazgeçilmezi dev canavarlar var.

King Kong‘tan Dune‘un dev Kum Solucanları‘na, Godzilla‘dan Yüzüklerin Efendisi‘ndeki Olifant‘a gerçek canlıların benzerleri onlarca hatta yüzlerce kat büyüyüp dev canavarlara dönüşmüş olarak birçok kurguda karşımıza çıkıyor. Gerçekten, bu canlıların dev versiyonları asılları gibi atik, çevik ve güçlü olabilir mi? Cevap, hayır. Çünkü canlıların geometrisi, biyolojisi ve fiziği çatışıyor.

Ant-Man yazısından muhtemelen hatırlıyor olabilirsiniz ama kısaca hatırlatayım. Vücudumuzdaki bazı fonksiyonlar için yüzey alanı önemlidir. Ama bir cismin boyutlarını ikiye katladığınız zaman, alan 4 kat artarken hacim 8 kat artar. Örneğin, kasların gücü aşağı yukarı kesit alanla orantılıdır. Bir canlının boyu iki katına çıktığında gücü kabaca dört kat artacak. Ama hacmi ve özgül ağırlığının değişmediğini kabul edersek ağırlığı sekiz kat artacak. Bir başka deyişle, canlının gücü boyutuna göre yarı yarıya azalacak.

Uçan canlılardan bir örnek verelim. Bir kartalın büyüklüğü iki kat arttığında kanatlarının alanı ve kaslarının gücü boyutuna göre yarıya inmiş olacak. Kanatlarının taşıyabileceği yükün kendi ağırlığına oranına göre boyutları artan bir kartal belki en başta asıl haline göre daha büyük bir ağırlığı kaldirabilse bile (buradan Boş Beşik filmine bir selam gönderelim) boyut artışı devam ederse belli bir orandan sonra kartalın kendisi dahi uçamaz hale gelecek. Bu orantılama makineler için doğrudur. Örneğin bu etki helikopterleri uçaklardan daha fazla etkiler. Helikopterlerin kaldırabileceği maksimum ağırlık 20 ton civarındayken kargo uçakları 300 tona kadar taşıyabilir.

Şimdi biraz başa saralım. Ant-Man yazısında küçülmeninin neden imkansız olduğunu irdelemiştim. Şimdi o kısmı boşverip o boyutlarda yaşamak, insanın karşısına artısıyla eksisiyle neler çıkarıyor ona bakalım. Yüz kat küçülen bir insan, boyutlarına göre yüz kat daha güçlü olacak. Daha yükseğe sıçrayabilecek, kendi ağırlığının kat be kat fazlasını kaldırabilecek. Kendi boyunun katlarca fazlası yükseklikten aşağı atlayabilecek. Çünkü hava sürtünmesinden dolayı ulaşabileceği son hız yüzey alanı ile orantılı. Yani ne kadar yüksekten atlarsa atlasın kahramanımız güvende.

Ama su içebilecek mi? Karnını doyurabilecek mi?

Yüz kat küçülmüş kahramanımızın bildiğimiz şekilde su içmesi neredeyse olanaksız olacak. Çünkü içebileceği kadar küçük bir su damlasının yüzey gerilimi çok fazla olacak. Elini suya soktuğunda muhtemelen kafası kadar büyük bir su damlası eline yapışacak. Daha kötüsü ağzını suya değdirdigi anda su boğazına hücum edecek. Ortaokul, lise bilgilerinizden hatırlayınız. Suyun ince boruda yükselmesi etkisi: Kılcallık. Su içmesi bu kadar zorken, hacmine göre artan yüzey alanı yüzünden su kaybetmesi o kadar kolay olacak. Su kaybettiği gibi sürekli olarak ısı da kaybedecek. Çünkü o da alanla orantılı. Bunu telafi etmek için minik kahramanımız sürekli enerji almak, yani yemek yemek zorunda. Hatta bu uğurda uykularından vazgeçmek zorunda bile kalabilir. Çünkü akşamdan sabaha uyurken kaybettiği ısıdan dolayı ölebilir. Ama üzülmeyin en azından kondisyonu iyi durumda olacak. Çünkü akciğerlerinin yüzey alanı hacimden daha az azaldığı için akciğerlerindeki gaz alışverişi oran olarak kahramanımızın lehine olacak.

Peki öbür uçta işler nasıl?

Şu an yeryüzünde devasa boyutta canlılar yaşamıyor ama tonlarca ağırlıkta olan filler ve gergedanlar var değil mi? Peki siz hiç zıplayan bir fil gördünüz mu? Biraz garip bir soru oldu, ama olsun. Bir fil bir buçuk iki metrelik bir zıplama yaptığında tüm ayak kemikleri paramparça olur. Çünkü kemiklerin alacağı zarar, çarpışma anında filin kaybetmesi gereken kinetik enerji ile orantılı. Kinetik enerji de kütle ile orantılı. Öte yandan kemiklerin dayanıklılığı ise kesit alan ile orantılı. Kemiklerin daha fazla ağırlık taşıyabilmesi için boyuna göre daha kalın olması gerekiyor. Ama belli bir buyuklukten sonra kemik kendi ağırlığını bile taşıyamaz hale gelir. Şimdi yavru bir şempanze gibi oradan oraya sıçrayan King Kong’u gözünüzün önüne getirin. Aynı boyutlarda on kat, hatta yüz kat büyüyen bir gorilin zarar görmeden sıçraması hatta koşması bile imkansız.

Burada evrimsel süreçte canlıların kemik dayanıklılığında bir güvenlik payının geliştiğini de hatırlatalım. Bu memelilerde genelde 3-5 kat arası. Kemikler normal vucüt ağırlığında üzerlerine düşen payın 3-5 katını sorunsuz taşıyabiliyor. Bundan daha fazla büyüyen bir canlının en basit hareketleri yaparken bile kemiklerini kırma tehlikesi mevcut. Tabii kemiğe binen yük miktarı için duruş da önemli. Bu, ayrıca niçin uzaya kadar yükselen bir bina ya da asansör yapamamamızın sebeplerinden birisi. O kadar uzun olup da kendi ağırlığını taşıyabilecek bir madde henüz yok.

B filmlerin diğer yıldızları dev ahtapotlar ve tırtılların bizler gibi iskeleti yoktur. Onlar hareketleri için hidrostatik kullanır. Su sıkıştırılamaz. Eğer esnek bir silindir içine basınçlı su verirseniz bir kemik, bir iskelet gibi kullanılabilir. Ama onlarca kat büyümüş devasa bir ahtopotun kollarını suyun dışında hareket ettirecek bir basıncı sağlaması yine bu orantı yüzünden imkansız. Bu benzeri bir mekanizmayı kullanan tırtıllar için de geçerli. Bir kötü haber de trake solunumu yapan dev böcekler için. İhtiyacınız olan oksijen ağırlığınızla orantılı olarak artarken, trake solunumu difuzyona bağlı. Difuzyonsa doğru tahmin ettiniz, alanla orantılı. Hele oksijen ihtiyacınızı artıracak olan uçmayı hiç düşünmeyin. Üzgünüm, Mothra.

Dış iskeletleriniz de sizleri korumayacak. Çünkü uzunluk artınca dayanıklılık düşecek. Dev bir karıncanın bacakları bir tuğla parçasıyla kırılacak kadar kırılganlaşacak. Siz minnacıkken sizleri taşıyan eklemleriniz; işte onlar da mahvolacak. Çünkü bir eklem bacaklının eklemlerine binen yük vücut ağırlığının 3000 katına kadar çıkabiliyor. Tüm bunları o radyoaktif atıkları yemeden önce düşünecektiniz… Sözün özü, çevremizdeki normal boyuta sahip canlıların ölçeklerini değiştirmek kurgusal olarak harika bir fikir. Hem bize bağlantı kuracağımız kadar yakınlar, hem de bir yabancılaşma hissi veriyor. Ama milyonlarca yıl süren bir süreç sonucunda ortaya çıkmış canlılık böylesine aşırılıklara müsaade etmiyor. Kısaca herkes “kalıbının adamı” olsun deyip geçiyor…