Türbülans ( Latınca "turbare" - dönmək,burulmaq, çaşmaq) bir mayenin ya da qazın hərəkət halındakı nizamsızlığıdır. Türbülans, bir çox fizikaçı tərəfindən ələ alınmış, ancaq etibarlı bir həll tapıla bilməmiş problemlərdən biriydi. Düz axışa sahib bir axıcının molekulları bir-birlərinə mümkün olduğu qədər yaxın qalmağa və bənzər davranışlar göstərməyə meyllidir. 19. əsrin başlarında nizamlı axışa sahib axıcılara aid təməl problemlər həll edilmiş və axıcılar dinamikasının təməlləri qurulmuşdu. Ancaq elm uzun müddət türbülans üzərində işi rədd etmiş, türbülansı daha çox da mühəndislik problemi olaraq görmüşdür.
Türbülans ümumiyyətlə istənməyən bir təsirdir. Bu sahədəki işlərin böyük bir yüzdəsi türbülansı maneə törətməyə istiqamətlidir. Türbülans, müasir dünyagörüşü ilə hər ölçək səviyyəsində ortaya çıxan nizamsızlıq olaraq təyin olunar. Türbülans üzərinə ilk əhəmiyyətli işlər Andrey Kolmoqorov tərəfindən başladılmışdır. Ancaq Kolmoqorovun mülahizələri kafi olmamışdır. Türbülansa istiqamətli daha müvəffəqiyyətli bir nəzəriyyə isə Lev Landau tərəfindən 1944-cü ildə ortaya qoyulmuşdur. David Ruelle, türbülans üzərinə işə başladığında Floris Takens ilə birlikdə türbülansın müstəqil üç hərəkət ilə təsvirlənə biləcəyi mülahizəsini təqdim etdilər. Lorenzin tənlikləri də üç dəyişən ehtiva edirdi. Takens və Ruellenin bu işinin ən əhəmiyyətli nəticəsi qəribə çəkər anlayışı olmuşdur.
Bir çəkər ya da cazibədar ("attractor"), faza kosmosunda bir nöqtədən ibarətdir. Əgər sistem sürtünməsiz bir rəqs kimi periodik hərəkət edirsə, sistemin faza kosmosundakı orbiti bir çevrədir və bu çevrənin mərkəzi qərarlı bir çəkərdir. Çəkər, sistemin çıxışın bir çəkiliş hövzəsi kimi öz üzərinə bağlanmağa məcbur etməkdədir. Sistem sürtünməsiz isə orbit təbii olaraq bir çevrə olacaq. Sistemin enerjisi artırıldığında dəyişən tək şey çevrənin radiusudur. Sistemə sürtünmə əlavə olunduğunda isə bütün ola biləcək orbitlər bir spiral çəkərək mərkəzdə sona çatar. Ruelle, türbülans halındakı axıcının içində görülən axıntıların faza kosmosunda bir cazibədara doğru çəkildiyini xəyal etdi. Heç şübhəsiz, bu cazibədar sabit bir nöqtə deyil. Bu eynilə bir yay tərəfindən enerji qazandırılan sürtünməli bir rəqsın davranışına bənzəməkdədir.
Rəqs bəzi başlanğıc şərtlərində sıfır nöqtəsinə dönəcək, bəzi vəziyyətlərdə isə sallanmağa davam edəcək. Belə bir sistemin iki çəkəri vardır; ilki bağlı bir sifət, ikincisi isə sabit bir nöqtədir. Qısa zamanda faza kosmosundakı hər bir nöqtə dinamik sistemin olabiləcək davranış formalarından birini təsvir edər. Uzun zaman isə çəkərlərin özündən başqa mümkün olan davranış forması yoxdur. Yuxarıda tərifi edilən çəkicilər ənənəvi fizika içərisində iştirak edən çəkicilər idi. Takens və Ruelle, fərqli növdən çəkərləri düşündülər. Bu yeni növ cazibədar, faza kosmosunda məhdud bir bölgədə özünü təkrarlamadan bir orbit çəkməli idi. Orbitin öz özünü kəsməsi daha əvvəl keçilən bir nöqtənin təkrarlanması mənasını verər və bu vəziyyətdə orbit periodik olar. Başqa bir deyişlə orbit sonlu bir sahə içində sonsuz uzunluqlu olmalı idi. Ruelle və Takens bu cazibədarın tərifini etmiş və olması lazım olduğunu söyləmişlərdi amma Mandelbrot hələ fraktalları icad etməmişdi. Ruelle və Taxansan təsvir etdikləri ‘qəribə çəkər' isə Lorenz tərəfindən 1963′də təsvir edilmişdi.
mənbə: www.yildiz.edu.tr
|
