ما هو سر سرعة الدلافين في السباحة؟.. علماء يجيبون!
علماء يكتشفون سر سرعة الدلافين في السباحة، ويشيرون إلى أنّ فك رموز هذا اللغز سيمكنهم من تصميم روبوتات مائية سريعة وأكثر كفاءة.. ما التفاصيل؟
-
سرعة الدلافين في السباحة بسبب إحداثها دوامات تنشأ من حركة ذيلها في الماء
اكتشف باحثون يابانيون أنّ سبب سرعة الدلافين Dolphins في السباحة تكمن في إحداثها دوامات تنشأ من حركة الذيل، بما سيفتح الباب أمام العلماء لتصميم روبوتات مائية سريعة وأكثر كفاءة.
وحاول فريق من الباحثين من جامعة "أوساكا" اليابانية تفكيك هذه الآلية على مستوى تدفقات السوائل باستخدام محاكاة رقمية واسعة النطاق.
وأظهر هذا البحث الذي نُشر في مجلة Physical Review Fluids مفتاحاً رئيسياً لحل تلك المسألة وهو: دوامات شديدة توفر قوة الدفع الأساسية في أثناء حركة ذيل الدلفين.
ماذا يحدث في الماء؟
عندما يسبح الدلفين يقوم ذيله بحركات تذبذبية رأسية، وهي حركة تذكرنا بركلات الأرجل. ولا يتم دفع الماء إلى الخلف فحسب بل ويبدأ في التصرف بشكل أكثر تعقيداً، حيث تتشكل هياكل تدفق حلزونية، أو دوامات بمقاييس مختلفة.
وكان من الصعب حتى الآن فهم كيف يتحول هذا "الخليط المضطرب" إلى حركة أمامية موجهة. وسمحت الحسابات الرقمية للباحثين بتحليل التدفق إلى مكوناته وتتبع أي منها يعمل بالفعل لدفع الحيوان إلى الأمام.
Bluefin tuna can stretch 3 meters, weigh a metric ton, and reach speeds of 60 kilometers per hour.
— News from Science (@NewsfromScience) May 2, 2026
Yet they still turn on a dime when hunting, thanks in part to their lymphatic systems.
Unlike humans, who use their lymphatic systems to produce and transport white blood cells,… pic.twitter.com/m6X0fgkMBm
الآلية الرئيسية: حلقات دوامية كبيرة
أظهرت المحاكاة التي أجراها العلماء، أنّ الدور الرئيسي تلعبه حلقات دوامية واسعة النطاق. وتتشكل هذه الحلقات مباشرة بعد رفرفة الذيل، وتدفع الماء إلى الخلف بشكل فعّال، مما يخلق قوة دفع تفاعلية. ثم تبدأ عملية متسلسلة حيث تتحلل هذه الهياكل الكبيرة إلى دوامات أصغر، وهي عملية تُعرف باسم شلال الطاقة. ومع ذلك، تبيّن أنّ مساهمة الدوامات الصغيرة في الحركة إلى الأمام غير ذات أهمية.
وفي هذا السياق، أوضح يوتارو موتوري، أحد المؤلفين المشاركين في البحث، قائلاً: "هدفنا كان فهم مكونات التدفق المضطرب التي تساعد الدلافين على السباحة بهذه السرعة. واستطعنا باستخدام حاسوب فائق محاكاة التدفق وتحليله إلى مكونات لتحديد أي منها يلعب دوراً مهيمناً".
تسلسل هرمي للاضطراب
بدوره قال سوسومو غوتو، المؤلف الآخر للدراسة: "أظهرت نتائجنا أنّ التسلسل الهرمي للدوامات في الاضطراب له أهمية حاسمة لفهم سباحة الدلافين. والدوامات الأكبر مسؤولة عن معظم الحركة، بينما الدوامات الأصغر هي في الأساس منتجات ثانوية للتدفق المضطرب. وبعبارة أخرى، لا يتم ضمان كفاءة الحركة عن طريق الدوامات الصغيرة الفوضوية، بل عن طريق الهياكل الكبيرة المنظمة التي تنشأ من حركة الذيل".
ما هي الفوائد العملية للدراسة؟
وسمح النموذج الذي طوره الباحثون بمراقبة ديناميكيات السوائل بتفاصيل لا يمكن للتجارب في الوقت الفعلي الوصول إليها. وعلاوةً على ذلك، يمكن توسيع نطاقه بسهولة ليشمل أنماط الحركة المختلفة، بما في ذلك سرعات السباحة المختلفة.
وقال موتوري:"لقد اكتشفنا أنّ نتائجنا تظل ثابتة عبر نطاق واسع من سرعات السباحة".
ويمكن استخدام هذه البيانات في المستقبل أثناء تصميم الروبوتات تحت المائية والأنظمة التي يكون فيها تقليل فقدان الطاقة في البيئة المضطربة أمراً مهماً.
A dolphin rockets out of the water and bumps a paddleboarder mid-ride — nature's jump scare on the open water. pic.twitter.com/6YmTl370T5
— Trending Now ON X (@TrendingNowVidz) April 27, 2026
