Kuidas van Gogh seda teadis: tema maalidel kajastub täpne füüsika

"Tähistaevas" või "Tähisöö" (hollandi keeles "De sterrennacht") on hollandi postimpressionisti Vincent van Goghi õlimaal. Maal valmis 1889. aastal. Foto: Wikimedia Commons

Vincent van Goghi 1889. aastal loodud meistriteos «Tähistaevas» on üks intrigeerivamaid töid kunstiajaloos. Lisaks oma visuaalsele jõule näib maal kujutavat taevast, mis kätkeb endas detailset arusaama turbulentsuse füüsikast.

Uus ja põhjalik analüüs kinnitab nüüd seda teooriat. Van Goghi pintslitõmbed peegeldavad Maa atmosfääri vooludünaamikat – ja tõenäoliselt ka laiemat universumi struktuuri.

Xiameni ülikooli füüsik Yongxiang Huang märgib, et maal näitab sügavat ja intuitiivset arusaamist loodusnähtustest. Tema sõnul võis van Gogh oma täpse turbulentsuse kujutamise oskuse saada pilvede ja atmosfääri liikumise uurimisest või oli tal kaasasündinud võime tabada taeva dünaamikat.

Kuigi meie silmad ei suuda seda alati eristada, on Maa atmosfäär pidevas liikumises olev, muutuv ja keev mass. Pilved võivad seda aktiivsust osaliselt paljastada, kuid atmosfääri turbulentsusest arusaamine nõuab tavaliselt instrumente, mis kaardistavad hoolikalt nähtamatuid liikumisi.

Me ei saa muidugi mõõta atmosfääri turbulentsust, mida van Gogh oma «Tähistaevas» kujutab. Siiski, Xiameni ülikooli füüsiku Yinxiang Ma juhitud teadlaste meeskond uuris maali pintslitõmbeid, et näha, kas need langevad kokku varasemate uuringutega, mille järgi vastab maalis kujutatud turbulentsus Nõukogude matemaatiku Andrei Kolmogorovi 1940. aastatel avaldatud teooriale.

Maali «Tähistaevas» pintslitõmmete analüüs. Foto: Yinxiang Ma

Erinevalt eelmistest uuringutest, mis vaatasid vaid osa maalist, võeti käesolevas töös arvesse kõik keerised ja pöörised, tuginedes Richardson-Kolmogorovi turbulentsuse mudelile.

Teadlased selgitasid oma artiklis, et «Tähistaevas» kujutatud keerised vastavad füüsikaseadusele, mis määrab turbulentsvoogude suurused, nende suhtelised kaugused ja intensiivsuse. See viitab sellele, et van Gogh jälgis hoolikalt reaalsete voolude liikumist, mis kajastuvad täpselt tema maali elementides.

Teadlased kasutasid uurimiseks kõrge resolutsiooniga digipilti, analüüsides 14 keerise pintslitõmbeid, mis taevast kujutavad. Nad uurisid nende ruumilisi omadusi ja värvi heleduse taset ning võrdlesid neid Kolmogorovi turbulentsuse teooriaga, mis kirjeldab, kuidas energia liigub suurematelt keeristelt väiksematele, kuni see hajub.

Vincent van Goghi «Tähistaevas» New Yorgi moodsa kunsti muuseumis. Foto: Alamy/AP

Nad leidsid, et maalis kujutatud keerised järgivad Kolmogorovi turbulentsuse skaleerimise seadust, mis kinnitab varasemaid teadlaste järeldusi. Analüüsides aga pintslitõmmete kõige väiksemaid skaalasid, avastasid nad, et maali keerised vastavad ka Austraalia matemaatiku George Batchelori 1959. aastal määratletud võimsusspektrile. Batchelor leidis, et turbulentsis erineva suurusega keerised peaksid näitama oma mõõtmetega seotud võimsusspektrit.

Varasemad uuringud on näidanud, et «Tähistaeva» turbulentsust võib võrrelda ka molekulaarpilvedes aset leidva liikumisega, kus sünnivad tähed. Uus uuring kinnitab, et van Goghi arusaam loodusnähtuste füüsikast võib olla olnud veelgi sügavam, kui varem arvati.

Teadlaste sõnul suutis van Gogh kui üks tuntumaid postimpressioniste oma maalil tabada mitte ainult keeriste suurusi, vaid ka nende omavahelisi kaugusi ja intensiivsust, järgides turbulentsuse füüsikaseadusi. Tulevased eksperimentaalsed uuringud turbulentsuse kujutamisest maalikunstis võiksid aidata paremini mõista, kuidas van Gogh suutis jäädvustada mitte ainult taeva dünaamikat, vaid ka füüsilist maalimisprotsessi ennast.

Uuring avaldati ajakirjas Physics of Fluids.