Vorig jaar ontdekten natuurkundigen dat de draaiende penseelstreken in De sterrennacht van Vincent van Gogh overeenkomen met natuurkundige wetten uit de stromingsleer. Maar nu zeggen andere natuurkundigen dat deze conclusie niet klopt.
De sterrennacht is een van de beroemdste meesterwerken van Vincent van Gogh. De blauw-gele sterren en draaikolken in de lucht op dit schilderij deden een aantal Chinese en Franse natuurkundigen denken aan turbulente stroming. Vorig jaar publiceerden ze een artikel waarin ze beargumenteerden dat deze ronde vormen zich ook daadwerkelijk aan natuurkundige wetten over turbulentie houden.
Natuurkundigen James Riley van de Universiteit van Washington en Mohamed Gad-el-Hak van Virginia Commonwealth-universiteit in de Verenigde Staten trekken deze conclusie nu in twijfel. Ze zien geen enkel bewijs dat van Goghs schilderwerk aan natuurkundige wetten voldoet.
‘Dialyse wordt vaak gezien als dé oplossing voor nierfalen, maar dat is het niet’
Nederland telt ruim 1,8 miljoen mensen met chronische nierschade. Velen van hen wachten op een donornier en zijn intussen aangewezen op nierdialyse wa ...
Turbulentie
Je kent turbulentie misschien van een hobbelige reis in een vliegtuig. Deze plotselinge bewegingen zijn het gevolg van turbulente stroming in de lucht rondom het vliegtuig. Maar wat turbulente stroming nou precies is, blijkt zelfs voor natuurkundigen lastig te bepalen.
Er zijn drie kenmerken waaraan je kunt herkennen welke stromingen turbulent zijn. Die kenmerken zie je bijvoorbeeld in de rook van een uitgedoofde kaars: die beweegt chaotisch, vermengt zich efficiënt met de lucht in de omgeving en maakt draaikolkachtige bewegingen – of wervels.
De Russische wiskundige Andrej Kolmogorov bedacht in de vorige eeuw een belangrijke en complexe theorie over turbulentie. Hij zag dat in een turbulente stroming de grotere wervels in steeds kleinere wervels uiteenvallen volgens een wetmatigheid, die deze opeenvolgende, steeds kleiner wordende wervels beschrijft.
Kolmogorov wist met zijn wet te omschrijven hoe energie zich verspreidt over wervels in een turbulente stroming. Volgens Kolmogorovs wet schaalt de energie van de verschillende formaten wervels met een machtsverhouding van 5/3 ten opzichte van het formaat van de wervels. Na wat wiskunde om tot de gebruikelijke notatie van deze wet te komen, volgt dat -5/3 het magische getal is in Kolmogorovs theorie.
Natuur of abstract?
Vorig jaar zagen natuurkundigen uit China en Frankrijk in De sterrennacht 14 wervels – de sterren, maan en de twee grote kolken in het midden – en onderzochten ze of deze turbulente stroming uitbeelden. Ze maakten hiervoor een digitale zwart-witafbeelding van het schilderij. Hierop bekeken ze de penseelstreken en keken ze in detail naar het kleurverschil tussen verschillende pixels
De natuurkundigen beweerden ‘echte’ turbulentie in de wervels in De sterrennacht gevonden te hebben. Ze ontdekten namelijk dat de onderlinge afstand en intensiteit van de wervels op het schilderij voldoet aan de -5/3-machtswet van Kolmogorov. Daarnaast zagen ze ook op kleine schaal dat de penseelstreken bewegen zoals kleine deeltjes dat in een vloeistof zouden doen.
Kritiek
Nu hebben Riley en Gad-el-Hak een reactie hierop gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Journal of Turbulence, waarin ze zeggen dat er helemaal geen bewijs is gevonden voor turbulentie in De sterrennacht. Ze vallen het onderzoek van verschillende kanten aan.
Ze hebben voornamelijk kritiek op de methode van de voorgaande onderzoekers. Die bekeken het schilderij namelijk alsof er op alle punten een natuurkundige meetwaarde, zoals temperatuur of dichtheid, verstopt zit – een voorwaarde voor het kunnen toepassen van Kolmogorovs wet in hun onderzoek. Riley en Gad-el-Hak zeggen dat de penseelstreken in De sterrennacht niet zo’n waarde uitbeelden. Waardoor ook de conclusie dat de penseelstreken zich aan Kolmogorovs wet houden niet klopt.
Ook merken Riley en Gad-el-Hak op dat Kolmogorovs wet niet opgaat voor grote luchtstromingen in de atmosfeer, terwijl de voorgaande onderzoekers het schilderij wél zo hebben bestudeerd. In zo’n grote stroming gaan namelijk verschillen tussen de lagen lucht een rol spelen, waardoor Kolmogorovs theorie op deze schaal niet werkt.
Turbulente geest
Natuurkundige Jerry Westerweel van de Technische Universiteit Delft is het met Riley en Gad-el-Hak eens dat er waarschijnlijk geen sprake is van turbulentie in De sterrennacht. Hij vult hun kritieken aan. ‘De gevonden -5/3-schaling kan voor een veelvoud willekeurige processen gevonden worden. Turbulentie heeft een -5/3-schaling, maar een -5/3-schaling wil niet zeggen dat iets turbulentie is.’
Westerweel vindt de vormen in De sterrennacht eerder lijken op wervelende structuren die soms in wolken kunnen ontstaan. ‘Maar het is ook weer pure speculatie of Vincent van Gogh dat heeft willen schilderen. Ik heb altijd begrepen dat de kleuren en vormen in zijn latere werken mogelijk het gevolg waren van zijn consumptie van absint’, zegt hij.
Veel kunsthistorici zien de bewogen mentale staat van de schilder terug in het werk. Van Gogh schilderde in De sterrennacht namelijk het uitzicht vanuit zijn kamer in het psychiatrische ziekenhuis Saint-Rémy-de-Provence in Zuid-Frankrijk, waar hij vrijwillig heen ging nadat hij een stuk van zijn oor had afgesneden. Maar of Van Gogh in dit uitzicht nu natuurkundige turbulentie, de turbulentie van zijn geest of helemaal geen turbulentie heeft verwerkt, dat blijft voorlopig een raadsel.
