Vincent van Gogh'un en ünlü eseri olan Starry Night (1889), sanatçının Arles'deki bir akıl hastanesinde geçirdiği süre zarfında, psikolojik çöküntüsünün ardından hayata geçirdiği birçok başyapıttan biridir. Eserin konusundaki karmaşık duygu durumu ile birlikte, fizikçiler bu tabloyu atmosferik turbulansın ustaca bir betimlemesi olarak da yorumluyorlar. Yeni yayımlanan bir bilimsel makale, van Gogh’un mavi gökyüzündeki hareket illüzyonunun, fırça darbelerinin ölçeğinden kaynaklandığını ortaya koyuyor. Bu, tablonun yüzeyinde dağılmış “gizli turbulansın" bir başka türü olarak nitelendiriliyor.
Xiamen Üniversitesi'nden ortak yazar Yongxiang Huang, “Bu durum van Gogh’un doğa olaylarını anlama konusundaki derin ve sezgisel bilgisine işaret ediyor" diyor. Sanatçının turbulansın hassas temsilinin, bulutların ve atmosferin hareketini incelemesinden veya gökyüzünün dinamizmini yakalamak için içgüdüsel bir yeteneğe sahip olmasından kaynaklanabileceği düşünülüyor.
Turbulansın Fiziği Eşsiz Bir Tanım
Fizikte turbulans, genellikle hava veya su içindeki ani ve güçlü hareketleri tanımlar ve genellikle girdaplar ve döngülerle karakterize edilir. Fizikçiler, yüzyıllardır turbulansı matematiksel olarak tanımlama konusunda mücadele ediyor. 1940'larda Rus fizikçi Andrei Kolmogorov, bir akışın hızının zaman içindeki dalgalanmaları ile sürtünme yoluyla enerji kaybı arasında matematiksel bir bağlantı olacağını öngörmüştü. Bu öngörü, Kolmogorov ölçeklenmesi olarak bilinir ve bazı turbulent akışların enerji cascadesi sergilediğini, yani büyük girdapların bazı enerjilerini daha küçük girdaplara devrettiğini ortaya koyar.
2019 yılında iki Avustralyalı yüksek lisans öğrencisi, Starry Night tablosunu matematiksel olarak analiz ederek, eserin moleküler bulutlarla aynı türde turbulent özelliklere sahip olduğunu belirlemişlerdi. Dijital fotoğraflar kullanarak, farklı piyesler üzerindeki parlaklık değişimini eserdeki iki piksel arasında ölçümleyip, belirli bir mesafedeki iki pikselin aynı aydınlatmaya sahip olma olasılığını hesapladılar. Sonuç olarak, sadece Starry Night’ta değil, aynı zamanda van Gogh’un hayatının bu dönemde yaptığı iki diğer tabloda da Kolmogorov ölçeklenmesine oldukça yakın bir durum gözlemlediler.
Fırça Darbelerinde Gizli Kalıplar
Yongxiang Huang, van Gogh’un başyapıtındaki turbulans desenlerini incelemek için fizikçilerle birlikte çalıştı. Eserin 14 ana döngüselsi üzerine yoğunlaşarak, boyaların parlaklıklarını kinetik enerji için bir analoji olarak kullandılar. Fırça darbesinin boyutlarını titizlikle ölçerek, bu ölçeklerin akışkan dinamiği tarafından tahmin edilenlerle karşılaştırmalarını yaptılar. Sonuçları, 2019 yılındaki bulguları destekleyerek, tablonun genelinde Kolmogorov yasası ile yakın bir ilişki içinde olduğunu onayladı.
Ayrıca, boyama tekniğinin mikroskalada Batchelor ölçeklenmesine uyduğunu keşfettiler. Bu, akışkan dinamiğinde uzmanlaşan Avustralyalı matematikçi George Batchelor'a atfedilen bir durumdur ve Kolmogorov yasasına benzer, ancak bunun özelliği, bir sistemde viskozitenin baskın hale gelmesinden önceki en küçük ölçeklerin tanımını yapmaktır. Yazarlar, atmosferik sistemde bu iki tür ölçeklenmenin bir arada bulunmasının oldukça nadir olduğunu belirtiyor.
Van Gogh'un Starry Night’ında yakaladığı bu olağanüstü turbulans anlayışı, sanatın ve bilimin nasıl iç içe geçebileceğine dair ilgi çekici bir örnek sunuyor. Huang, “Turbulans, yüksek Reynolds sayılı akışların bir özelliği olarak düşünülse de, son zamanlarda daha düşük Reynolds sayılarında da turbulans benzeri olguların görüldüğü rapor edilmiştir. Artık daha geniş durumları kucaklamak için turbulansın yeni bir tanımını önermenin zamanı geldi" diyor.
Van Gogh’un tablolarını incelemek, sadece onun estetik yeteneği hakkında değil, aynı zamanda doğa olaylarını anlama konusundaki sezgisel bilgisi hakkında da derinlemesine fikirler veriyor. Starry Night, sanatın ve bilimin birbirine nasıl ilham verebileceğini gösteren eşsiz bir örnek olarak değerlendirilmeye devam edecek.
DOI Physics of Fluids, 2024. 10.1063/5.0213627