El cuadro de Vincent van Gogh “La noche estrellada” representa un cielo azul arremolinado con una luna amarilla y estrellas. El cielo es una explosión de color y forma, cada estrella bordeada de ondas amarillas, brillando con luz como el reflejo del agua.
Las pinceladas de Van Gogh crean una ilusión de movimiento celeste que ha llevado a los científicos atmosféricos a preguntarse qué tan cerca se alinea con la física del cielo real. El movimiento atmosférico en la pintura no se puede medir, pero las pinceladas sí.
En un artículo publicado esta semana Física de fluidosPor AIP Publishing, investigadores de China y Francia especializados en ciencias marinas y dinámica de fluidos analizaron las pinturas de Van Gogh para revelar turbulencias ocultas en la imagen del cielo del pintor.
“La escala de las pinceladas jugó un papel importante”, dijo el autor Yongxiang Huang. “Con una imagen digital de alta resolución, pudimos medir con precisión el tamaño típico de las pinceladas y compararlas con las escalas esperadas de la teoría de la turbulencia”.
Para revelar turbulencias ocultas, los autores utilizaron pinceladas en pinturas, como hojas arremolinándose en embudos de viento, para examinar el tamaño, la fuerza y la escala de características atmosféricas que de otro modo serían invisibles. Utilizaron el brillo relativo o el brillo de diferentes colores como sustituto de la energía cinética del movimiento físico.
“Revela una comprensión profunda e intuitiva de los fenómenos naturales”, afirmó Huang. “La representación definitiva de la turbulencia de Van Gogh puede ser el estudio del movimiento de las nubes y la atmósfera, o un sentido innato de cómo capturar la dinámica del cielo”.
Su estudio examinó las escalas espaciales de 14 patrones de remolinos principales en la pintura para ver si se alinean con la teoría de la energía en cascada que describe la transferencia de energía cinética de flujos turbulentos de gran escala a pequeña escala en la atmósfera.
Descubrieron que el panorama general se alinea con la ley de Kolmogorov, que predice el movimiento y la escala atmosféricos según las fuerzas de inercia medidas. Al profundizar en el microcosmos entre pinceladas, donde el brillo relativo se extiende por el lienzo, los investigadores descubrieron una alineación con la escala de Bachelor, que describe una ley de potencia en la turbulencia escalar pasiva a pequeña escala que sigue al movimiento atmosférico.
Es raro encontrar ambas escalas en un sistema atmosférico, y ese fue un gran impulsor para su investigación.
“Se cree que la turbulencia es una de las características inherentes de los flujos de alto Reynolds dominados por la inercia, pero recientemente, se han informado fenómenos similares a la turbulencia para una variedad de regímenes de flujo en una escala espacial amplia, donde la viscosidad es más dominante donde el Reynolds el número es bajo”, afirmó Huang.
“Parece hora de proponer una nueva definición de turbulencia para abarcar más situaciones”.