Hastighedsafhængig attraktion styrer, hvad der foregår i hjertet af midgesværme

Har du nogensinde spekuleret på, hvad der muliggør den kollektive adfærd i insektsværme? Andy Reynolds fra Rothamsted Research, Storbritannien, og kolleger ved Stanford University, Californien, USA, modellerede effekten af ​​tiltrækningskraften, der ligner Newtons tyngdekraft, handler mod midten af ​​en midgesværm for at give samhørighed til deres gruppebevægelse. I en nylig undersøgelse offentliggjort i EPJ E , deres model afslører, at den tyngdekraftslignende tiltrækning mod sværmens hjerte øges med en persons flyvehastighed. Forfatterne bekræftede eksistensen af ​​en så attraktiv kraft med eksperimentelle data.

Reynolds og kolleger valgte at fokusere på insektsværme, frem for fugleflokke eller fiskestimer, fordi interaktioner mellem naboindivider tilsyneladende ikke spiller en nøglerolle. Dette gør insektsværme lettere at modellere. I stedet for at bygge en model, der beskriver individers mikroskala bevægelse og konfrontere den med eksperimentelle data, forfatterne byggede en model for sværmadfærd, der er i overensstemmelse med eksperimentelle observationer, hvad angår sværmtæthed, af individuelle midges hastighed og acceleration. Modellen afspejler også tidligere fund om, at den tyngdekraftlignende kraft stiger med afstanden fra midten.

Tidligere undersøgelser pegede på midges, der primært interagerer via langdistance akustisk sansning. Hastighedsafhængige kræfter er meget usædvanlige, men de giver biologisk mening, fordi akustiske og visuelle interaktioner mellem midges - som er grundlaget for deres adaptive bevægelse - ligner meget gravitationsinteraktioner.

Den nye undersøgelse bringer tanken om tanken om hastighedsafhængig tyngdekraft udviklet af den tyske fysiker Paul Gerber fra det 19. århundrede. Einstein afviste det som "fuldstændig ubrugeligt", men den nye undersøgelse viser, at midgesværme effektivt opfører sig som selvgravitationssystemer, der er bundet sammen af ​​hastighedsafhængige kræfter. Det ser ud til, at kosmologer ikke er alene om deres søgen efter nye tyngdekraftsmodeller. Sådanne modeller er nu nødvendige meget tættere på hjemmet.