|
Картина Ван Гога оживает в соответствии с законами физики
|
|
|
|
На картине Винсента ван Гога "Звездная ночь" изображено кружащееся голубое небо с желтой луной и звездами. Небо - это взрыв цветов и форм, каждая звезда окружена желтой рябью, переливающейся светом, как отражения на воде.
|
|
|
|
Мазки кисти Ван Гога создают иллюзию движения неба настолько убедительную, что ученые-атмосферники задались вопросом, насколько близко это согласуется с физикой реального неба. В то время как движение атмосферы на картине невозможно измерить, мазки кисти можно.
|
|
|
|
В статье, опубликованной в журнале Physics of Fluids, исследователи, специализирующиеся на морских науках и гидродинамике из Китая и Франции, проанализировали картину Ван Гога, чтобы выявить то, что они называют скрытой турбулентностью в изображении неба художником.
|
|
|
|
"Масштаб мазков краски сыграл решающую роль", - сказал автор Юнсян Хуан. "Благодаря цифровому изображению с высоким разрешением мы смогли точно измерить типичный размер мазков кисти и сравнить их с масштабами, ожидаемыми в соответствии с теориями турбулентности".
|
|
|
Чтобы выявить скрытую турбулентность, авторы использовали на картине мазки кисти, похожие на листья, кружащиеся в воронке ветра, чтобы исследовать форму, энергию и масштаб атмосферных характеристик невидимой атмосферы. Они использовали относительную яркость различных цветов краски в качестве аналога кинетической энергии физического движения.
|
|
|
|
"Это свидетельствует о глубоком и интуитивном понимании природных явлений", - сказал Хуан. "Точное представление Ван Гогом о турбулентности может быть результатом изучения движения облаков и атмосферы или врожденного чувства того, как передать динамизм неба".
|
|
|
|
В своем исследовании они изучили пространственный масштаб 14 основных вихревых фигур на картине, чтобы выяснить, согласуются ли они с теорией каскадной энергии, которая описывает передачу кинетической энергии от крупномасштабных турбулентных потоков в атмосфере к мелкомасштабным.
|
|
|
|
Они обнаружили, что общая картина согласуется с законом Колмогорова, который предсказывает движение атмосферы и ее масштаб в соответствии с измеренной энергией инерции. Углубляясь в микромир, заключенный в самих мазках краски, где относительная яркость распределена по всему холсту, исследователи обнаружили соответствие со шкалой Батчелора, которая описывает законы энергии в мелкомасштабной пассивной скалярной турбулентности, обусловленной движением атмосферы.
|
|
|
|
Обнаружение обоих масштабов в одной атмосферной системе встречается редко, и это стало важной движущей силой их исследований.
|
|
|
|
"Считается, что турбулентность является одним из неотъемлемых свойств потоков с высокими числами Рейнольдса, в которых преобладает инерция, но в последнее время сообщалось о явлениях, подобных турбулентности, для различных типов систем течения в широком диапазоне пространственных масштабов, с низкими числами Рейнольдса, где вязкость является более доминирующей", - сказал Хуан.
|
|
|
|
"Похоже, пришло время предложить новое определение турбулентности, чтобы охватить больше ситуаций".
|
|
|
|
Источник
|
