سر فيزيائي عجيب في لوحة فان جوخ الشهيرة

أبدع الرسام الهولندي فينسنت فان جوخ لوحة "الليلة المرصعة بالنجوم" عام 1889، وهي واحدة من أكثر الأعمال الفنية إثارة للاهتمام. فهي ليست مثيرة للدهشة فحسب، بل إن السماء المتلاطمة والمتموجة تبدو وكأنها توحي بفهم مفصل لفيزياء الاضطرابات.

والآن، يؤكد تحليل جديد متعمق ذلك. إن ضربات الفرشاة في تحفة فان جوخ تتوافق مع ديناميكيات السوائل في الغلاف الجوي للأرض - وربما الكون الأوسع.

يقول الفيزيائي يونج شيانج هوانج من جامعة شيامن في الصين: "تكشف اللوحة عن فهم عميق وبديهي للظواهر الطبيعية.. قد يكون تمثيل فان جوخ الدقيق للاضطرابات نابعًا من دراسة حركة السحب والغلاف الجوي أو من إحساس فطري بكيفية التقاط ديناميكية السماء".

في الغالب لا نستطيع أن نراه بأعيننا، ولكن الغلاف الجوي للأرض عبارة عن كتلة من السوائل دائمة الحركة والتغير والاضطراب. قد تكشف السحب عن هذا النشاط المستمر، ولكن الفهم الدقيق للاضطرابات الجوية يتطلب عادةً أدوات ترسم خرائط دقيقة لحركاتها غير المرئية.

لا يمكننا بالطبع قياس الاضطرابات الجوية التي يصورها فان جوخ في "الليلة المرصعة بالنجوم". ولكن ما استطاع فريق من العلماء بقيادة الفيزيائي يين شيانج ما من جامعة شيامن فعله هو قياس ضربات الفرشاة لمعرفة ما إذا كانت تتطابق مع الدراسات السابقة، والتي حددت أن الاضطرابات التي تظهر في اللوحة تتفق مع النظرية التي نشرها عالم الرياضيات السوفييتي أندريه كولموجوروف في أربعينيات القرن العشرين.

على النقيض من الدراسات السابقة التي فحصت جزءًا فقط من هذه اللوحة، تم أخذ جميع الدوامات في اللوحة فقط في الاعتبار في هذا العمل، وفقًا لصورة الشلال لريتشاردسون-كولموجوروف للاضطرابات"، يكتب الباحثون في ورقتهم البحثية.

"تشير نتيجتنا إلى أن فان جوخ كان لديه ملاحظة دقيقة للغاية للتدفقات الحقيقية، بحيث لا تتبع أحجام الدوامات في ليلة النجوم فحسب، بل وأيضًا مسافاتها النسبية وكثافتها القانون الفيزيائي الذي يحكم التدفقات المضطربة".

استخدم الباحثون صورة رقمية عالية الدقة للعمل الفني لفحص ضربات الفرشاة في 14 دوامة في السماء تم تصويرها في اللوحة كمؤشر للاضطرابات الجوية، على غرار حركة الأوراق في دوامة الخريف.

بالنسبة لكل من هذه الضربات، فحصوا الخصائص المكانية بعناية، وكذلك سطوع الطلاء، ومقارنتها بنظرية كولموجوروف للاضطراب، والتي تصف كيف تتدفق الطاقة باستمرار من الدوامات الأكبر إلى الدوامات الأصغر قبل أن تتبدد.

ووجدوا أن الدوامات في اللوحة تلبي متطلبات قانون كولموجوروف لمقاييس الاضطرابات، وهو ما وجده الباحثون السابقون أيضًا، وفقا لمجلة ساينس ألرت.

ولكن من خلال تحليل أصغر مقاييس ضربات الفرشاة، وجد الفريق أن اللوحة كانت أيضًا متسقة مع طيف الطاقة للمقاييس القياسية كما حددها عالم الرياضيات الأسترالي جورج باتشيلور في عام 1959. لقد وجد أن المقاييس القياسية، أو المكونات المقاسة في الاضطرابات - أي الدوامات ذات الأحجام المختلفة - يجب أن تعرض طيف طاقة يتوافق مع حجمها.

وجدت دراسة سابقة أيضًا أن الاضطرابات التي تم الكشف عنها في اللوحة يمكن رؤيتها أيضًا في السحب الجزيئية في الفضاء، حيث تولد النجوم نفسها. وتؤكد الدراسة الجديدة أن فهم الفنان البديهي لفيزياء الطبيعة ربما كان أعمق مما كنا ندرك.

ويكتب الباحثون: "كان فينسنت فان جوخ، باعتباره أحد أبرز رسامي ما بعد الانطباعية، يراقب التدفقات المضطربة بعناية شديدة: فقد كان قادرًا على إعادة إنتاج ليس فقط حجم الدوامات، بل وأيضًا المسافة النسبية بينها وكثافتها في لوحته".

وقد تساعدنا البحوث التجريبية المستقبلية في رسم التدفقات المضطربة على فهم كيف تمكن الفنان من التقاط الاضطراب، ليس فقط في تصوير السماء، ولكن في الفعل المادي للرسم نفسه.

نُشر البحث في مجلة Physics of Fluids.