Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Физики нашли две модели турбулентности на картине Ван Гога
Китайские физики проанализировали небо на картине Винсента Ван Гога «Звездная ночь», чтобы разобраться, можно ли считать знаменитые вихри на полотне турбулентностью. Результат удивил исследователей: художнику удалось изобразить вихревые потоки, которые согласуются с двумя математическими моделями.
Живопись как объект исследования привлекает далеко не только искусствоведов. Европейские физики, например, изучая картину Рембрандта «Сусанна и старцы», выяснили, что ранее у нее был другой фон. Naked Science уже писал, как химики анализировали краски на другой картине голландского художника. Биологи регулярно находят грибки и колонии различных микроорганизмов в галереях и вместе с реставраторами возвращают полотнам прежний вид.
Картина Винсента Ван Гога «Звездная ночь», признанный шедевр, завораживает своими яркими вихрями не только ценителей постимпрессионизма, но и физиков. Специалисты не могли прийти к однозначному выводу, можно ли считать вихри в небе «Звездной ночи» турбулентностью. Ведь нечто подобное наблюдается на гравюре «Большая волна в Канагаве», где в турбулентных узорах изображена волна-убийца.
Китайские физики рассмотрели картину Ван Гога с точки зрения фундаментальной теории 1941 года и обнаружили, что завихрения на ней соответствуют как турбулентности, сформулированной советским математиком Андреем Колмогоровым, так и закону Бэтчелора, который описывает беспорядочные потоки. Результаты новой научной работы опубликованы в журнале Physics of Fluids.
Специалисты преобразовали исходное изображение картины, взятое из постоянной коллекции Музея современного искусства в Нью-Йорке, из кодировки RGB в серый цвет, где красный, синий и зеленый обозначились разной интенсивностью. Затем вручную закрыли области, не относящиеся к небу, чтобы изучить вихри и их повторяющуюся структуру. Для этого физики применили быстрое преобразование Фурье и структурную функцию второго порядка. Также они рассматривали мазки, которыми Ван Гог изображал вихри, и расстояние между ними.
Результаты вычислений подтвердили закон масштабирования Колмогорова, согласно которому вихри масштабируются каскадом при необходимом количестве завихрений. То есть у больших вихрей есть малые, у тех — еще меньше, и так далее, пока они не рассеются в тепловой вязкости. Вдобавок физики нашли подтверждение закона Бэтчелора, по которому вихри масштабируются с одинаковой пропорцией — это пассивная скалярная турбулентность.
Говоря иначе, художник, рисуя узоры ночного неба, вероятнее всего, долго изучал реальное движение воздушных потоков. Примечательность нового исследования в том, что, как выяснилось, вихри на картине Ван Гога согласовывались с двумя математическими масштабированиями. А это сложно воссоздать экспериментально, отметили ученые.
«Масштаб мазков краски сыграл решающую роль. Благодаря цифровому изображению с высоким разрешением мы смогли точно измерить типичный размер мазков и сравнить их с масштабами, которые предполагаются теорией турбулентности. В этом проявляется глубокое и интуитивное понимание природных явлений. Точное изображение Ван Гогом турбулентности может быть результатом изучения движения облаков и атмосферы или врожденного чувства, как передать динамизм неба», — добавил соавтор исследования Юнсян Хуан.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Энтомологи сравнили устойчивость коммерческих и диких гибридных медоносных пчел к главному паразиту ульев — клещу варроа. Полевые и лабораторные тесты показали, что гибриды заражаются в пять раз реже, поскольку их личинки не нравятся паразитам. Пчела-гибрид выживает без регулярных химических обработок и, что важно для пчеловодов, сохраняет миролюбивый характер.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии