Os redemoinhos de “A Noite Estrelada” seguem a teoria da turbulência dos fluidos
Muitos acreditam que as estrelas brilhantes e as nuvens giratórias em “A Noite Estrelada”, de Van Gogh, mostram o turbilhão emocional do pintor quando criou a obra em 1889.
Agora, físicos da China e da França apontam que o artista pode ter sacado, de forma instintiva, a matemática por trás do fluxo turbulento — um conceito da física que descreve o movimento bagunçado dos fluidos.
Esse fenômeno aparece em muitas situações, como água corrente, ondas do mar, fluxo sanguíneo e tempestades. Parece confuso e imprevisível, com redemoinhos grandes se dividindo em menores.
Mesmo parecendo aleatório, esse caos tem um padrão específico, que pode ser descrito por equações matemáticas.
“É como olhar para um rio de cima de uma ponte. Aqueles redemoinhos na água não são à toa; eles seguem padrões que a física pode prever”, explicou Yongxiang Huang, principal autor do estudo publicado na Physics of Fluids. Huang trabalha na Xiamen University, na China.
“A Noite Estrelada” é uma obra-prima de óleo sobre tela que captura a vista do céu pouco antes do amanhecer, da janela do quarto de Van Gogh em Saint-Rémy-de-Provence, sul da França, onde ele se internou após cortar a própria orelha.
Com uma imagem digital da pintura em mãos, Huang e sua equipe analisaram as 14 principais formas rodopiantes para verificar se elas seguiam as teorias físicas que explicam como a energia passa dos redemoinhos maiores para os menores quando eles se chocam e se misturam.
“A Noite Estrelada” e as teorias da turbulência
Como não dá para medir o movimento do céu pintado, Huang e sua equipe analisaram com precisão as pinceladas, comparando seus tamanhos com as escalas previstas nas teorias de turbulência. Para calcular o movimento físico, usaram a luminância das cores.
Eles descobriram que os 14 redemoinhos e suas distâncias seguem uma lei física chamada teoria da turbulência de Kolmogorov, que relaciona a velocidade de um fluxo à dissipação de sua energia.
Além disso, viram que a tinta, em sua menor escala, se mistura com os redemoinhos de um jeito que bate com o padrão estatístico conhecido como escala de Batchelor.
A escala de Batchelor descreve como pequenas partículas, como algas no oceano ou poeira no vento, são misturadas pelo fluxo turbulento.
“Isso é incrível! É exatamente o tipo de estatística que você veria em algas sendo levadas por correntes ou poeira flutuando no ar”, disse James Beattie, pós-doutorando em ciências astrofísicas da Universidade de Princeton, por e-mail. Beattie, que não participou do estudo, fez uma pesquisa semelhante sobre a obra.
“No meu trabalho, só analisei os grandes redemoinhos, então não capturei essa segunda relação”, comentou ele, referindo-se à escala de Batchelor.
“Uma coincidência incrível”
Huang ressaltou que, embora Van Gogh não soubesse das equações teóricas, ele deve ter observado a turbulência na natureza por muito tempo.
“Acredito que essa relação física esteja enraizada em sua mente, e por isso, ao criar ‘A Noite Estrelada’, ele acabou capturando o fluxo real”, disse Huang.
Beattie concordou: “É uma coincidência incrível que a linda pintura de Van Gogh compartilhe tantas estatísticas da turbulência.”
“Isso faz sentido — os modelos tentam capturar as estatísticas dos redemoinhos em múltiplas escalas, onde cada redemoinho se comunica com os outros. Van Gogh pintou algo que representa esse fenômeno, então é natural haver uma conexão entre os modelos teóricos e as estatísticas dos redemoinhos que ele criou”, acrescentou.
A equipe também encontrou o mesmo fenômeno em duas outras imagens: uma pintura de John Constable, “Chain Pier, Brighton”, de 1827, e uma fotografia da Grande Mancha Vermelha de Júpiter, capturada pela sonda Voyager 1 da NASA em 5 de março de 1979.
“Ao contrário de ‘A Noite Estrelada’, esta pintura [“Chain Pier, Brighton”] não possui padrões de redemoinhos bem definidos, mas as nuvens são ricas em estruturas com escalas diferentes, lembrando aquelas frequentemente vistas no céu”, observou o estudo sobre a obra de Constable.
Em exposição no Museu de Arte Moderna de Nova York, “A Noite Estrelada” é uma obra de arte extremamente popular que já foi recriada em peças de Lego, drones e dominós.
Huang disse que os cientistas há muito lutam para descrever o fluxo turbulento na dinâmica de fluidos de uma forma que lhes permita prever o fenômeno e que uma explicação completa continua sendo um mistério predominante da física. Um entendimento completo ajudaria na previsão do tempo, turbulências de voo e muitos outros processos, disse ele.
“Mesmo depois de mais de 100 anos de estudo, não sabemos nem como definir esse fenômeno complexo”, disse Huang. “É extremamente importante, mas é extremamente difícil.”
“Diferente de ‘A Noite Estrelada’, a pintura ‘Chain Pier, Brighton’ não exibe redemoinhos bem definidos, mas suas nuvens têm estruturas ricas em diferentes escalas, lembrando o que vemos no céu”, observou o estudo sobre a obra de Constable.
Exposta no Museu de Arte Moderna de Nova York, “A Noite Estrelada” é um ícone da arte, que já inspirou recriações em Lego, drones e dominós.
Huang comentou que os cientistas sempre tiveram dificuldade em descrever o fluxo turbulento de uma forma que permita previsões, e que uma explicação completa ainda é um enigma na física. Compreender isso poderia auxiliar na previsão do tempo, na turbulência de voos e em muitos outros processos.
“Depois de mais de 100 anos de estudos, ainda não conseguimos nem definir esse fenômeno complexo”, afirmou Huang. “É extremamente importante, mas muito difícil.”
O fato de “A Noite Estrelada” se alinhar a modelos estatísticos de turbulência, mesmo sem movimento, pode indicar que os métodos estatísticos são menos precisos do que se pensava, segundo Beattie.
“A pintura não pode ser medida com precisão, porque não é turbulência real… Não possui energia cinética”, explicou ele.
Apesar disso, Beattie é um grande fã da obra, que, para ele, reflete a beleza e a universalidade da turbulência.
“Adoro a ideia de aplicar meu conhecimento sobre turbulência em plasma galáctico às turbulências entre estrelas, na interação da Terra com o Sol ou em nossos lagos e atmosferas”, afirmou.
“O que extraio de estudos como esse é que Van Gogh capturou um pouco dessa universalidade em sua obra-prima. E acho que as pessoas sentem isso; elas percebem que algo maravilhoso está presente na pintura e são atraídas por essa energia”, acrescentou Beattie.
