RW Space

Созданная голландским художником Винсентом Ван Гогом в 1889 году, картина Звездная ночь является одной из самых интригующих работ, созданных миром искусства. Это не только захватывает дух, но и бурное, кружащееся небо, кажется, предполагает детальное понимание физики турбулентности.

Теперь новый углубленный анализ подтверждает это. Мазки шедевра Ван Гога соответствуют гидродинамике атмосферы Земли – и, возможно, Вселенной в целом.

«[Картина] раскрывает глубокое и интуитивное понимание природных явлений», – говорит физик. Юнсян Хуан из Университета Сямэнь в Китае.

«Точное представление Ван Гога о турбулентности могло быть результатом изучения движения облаков и атмосферы или врожденного чувства того, как уловить динамизм неба». p>

По большей части мы не можем видеть это своими глазами, но атмосфера Земли представляет собой постоянно движущуюся, постоянно меняющуюся, бурлящую массу жидкости. Облака могут свидетельствовать об этой постоянной активности, но для глубокого понимания атмосферной турбулентности обычно требуются инструменты, которые тщательно отображают ее невидимые в противном случае движения.

Мы, конечно, не можем измерить атмосферную турбулентность, которую Ван Гог изображает в Звездная ночь. Но что смогла сделать группа учёных под руководством физика Иньсяна Ма из Сямэньского университета, так это измерить мазки, чтобы увидеть, совпадают ли они с предыдущими исследованиями, которые определили, что турбулентность, показанная на картине, согласуется с теорией, опубликованной советским математиком Андреем Колмогоровым в 1940-е годы.

«В отличие от предыдущих исследований, в которых рассматривалась только часть этой картины, в этой работе учтены все и только вихри / водовороты на картине, следуя каскадной картине турбулентности Ричардсона-Колмогорова. », — пишут исследователи в своей статье.

»[Наш] результат предполагает, что Ван Гог очень тщательно наблюдал реальные потоки, так что не только размеры вихрей/вихрей в Звездном Ночь, а также их относительные расстояния и интенсивность подчиняются физическому закону, который управляет турбулентными потоками».

Исследователи использовали цифровое изображение произведения искусства в высоком разрешении, чтобы изучить мазки кисти в 14 завитках и водоворотах. в небе, изображенном на картине как индикатор атмосферной турбулентности, похожий на движение листьев в осеннем водовороте.

Для каждого из этих мазков они тщательно исследовали пространственные свойства, а также яркость краски, сравнивая их с теорией турбулентности Колморогова, которая описывает, как энергия течет постоянно. от более крупных водоворотов к более мелким, прежде чем рассеяться.

Они обнаружили, что водовороты на картине удовлетворяют требованиям закона масштабирования турбулентности Колмогорова, что также обнаружили предыдущие исследователи.

Но, проанализировав мельчайшие масштабы мазков, команда обнаружила, что картина также соответствует спектру мощности скаляров, определенному австралийским математиком Джорджем Бэтчелором в 1959 году. Он обнаружил, что скаляры, или масштабированные компоненты турбулентности, то есть вихри разных размеров – должен отображать спектр мощности, соответствующий их размеру.

Предыдущее исследование также показало, что турбулентность, обнаруженная в Звездной ночи, также можно увидеть в молекулярных облаках за пределами Земли. в космосе, где рождаются те самые звезды. Новое исследование подтверждает, что интуитивное понимание художника физики природы, возможно, было даже глубже, чем мы предполагали.

«Винсент Ван Гог, как один из самых известных художников-постимпрессионистов, очень тщательно наблюдение за турбулентными потоками: он смог воспроизвести в своей живописи не только размер вихрей/вихрей, но также их относительное расстояние и интенсивность», — пишут исследователи.

Будущие экспериментальные исследования в изображении турбулентных потоков могут помочь помогите нам понять, как художнику удалось передать турбулентность не только в изображении неба, но и в самом физическом акте живописи.

Исследование опубликовано в журнале Physics of Fluids.