Velen van ons hebben als kinderen Poohsticks gespeeld - een takje in stromend water gooien vanaf een brug of rivieroever en het stroomafwaarts zien racen, maar dan de concurrentie verliezen omdat je stick verstrikt raakt in de eindeloze draai van een werveling aan de rand van een kreek.

Op grotere schaal, deze zelfde wervelingen of draaikolken hebben naar verluidt schepen naar een waterig graf gesleept. Maar wervelingen bestaan ​​niet alleen in water.

Stel je de video voor van een plastic zak gevangen in een wervelende windvlaag in de film Amerikaanse schoonheid , of de koe die door de lucht wordt gesleept in een monstertornado in de film Twister. Stel je voor dat het gecondenseerde water van de toppen van een straaljager afspat, of de angstaanjagende schok als een jumbojet verstrikt raakt in onverwachte turbulentie.

Eddies zijn het fysieke resultaat van de beweging van vloeistoffen (zowel vloeistof als gas) en ze bestaan ​​op vele schalen.

Nutsvoorzieningen, een team van wetenschappers, ingenieurs en kunstenaars zijn samengekomen om een ​​kunstwetenschappelijk experiment te produceren, genaamd Een Hiërarchie van Eddies, die tot doel heeft het publiek de complexiteit van deze turbulente systemen te laten zien.

Eddies kunnen wiskundig worden beschreven met behulp van wat de Navier-Stokes-vergelijking wordt genoemd, maar de makers van dit werk zeggen dat er iets is met hun evoluerende vormen dat de natuurkunde of wiskunde overstijgt en het rijk van de filosofie betreedt, psychologie en prestatie.

Onder leiding van twee oude medewerkers, Universiteit van Melbourne, astrofysicus professor Andrew Melatos en kunstenaar Briony Barr van Scale Free Network, A Hierarchy of Eddies toert momenteel als onderdeel van een tentoonstelling, Experimenta Makes Sense:Internationale Triënnale voor Kunst, door de in Melbourne gevestigde kunstorganisatie Experimenta.

De tentoonstelling is gemaakt met technisch advies van professor Andrew Ooi, onderzoeker op het gebied van computationele vloeistofdynamica van de School of Engineering aan de Universiteit van Melbourne, en masterstudent Tony Zahtila.

Een hiërarchie van Eddies is, gedeeltelijk, geïnspireerd door een citaat van een Engelse wiskundige, natuurkundige, meteoroloog, psycholoog en dichter Lewis Fry Richardson die leefde tussen 1881 en 1953.

Herinterpretatie van het rijm van wiskundige Augustus De Morgan over de biologische volgorde van vlooien ("Grote vlooien hebben kleine vlooien op hun rug om ze te bijten / En kleine vlooien hebben kleinere vlooien, en dus, tot in het oneindige…"), Richardson schreef:

"Grote kransen hebben kleine kransen

die zich voeden met hun snelheid,

En kleine kransen hebben kleinere kransen

En zo verder met de viscositeit."

mevrouw Barr, die samen met Dr. Gregory Crocetti Scale Free Network runt, zegt dat het werk ook geïnspireerd was op patronen die ze hadden waargenomen in een kleiner beeldhouwwerk dat ze de 'deeltjeskamer' noemden, " die een ventilator en piepschuimballen bevatte in een kast met een oppervlakte van ongeveer een meter.

"Al vroeg in de ontwikkeling van A Hiërarchie van Eddies, een belangrijke wetenschappelijke en esthetische vraag voor ons was of een veel grotere kamer (50 keer groter) met twee ventilatoren vergelijkbare opkomende patronen zou vertonen, en of de schoonheid van het systeem nog vergroot zou worden door een schaalverandering, ’ zegt mevrouw Barr.

Professor Melatos is een theoretisch astrofysicus die deel uitmaakte van de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) samenwerking die in 2015 het bestaan ​​van zwaartekrachtsgolven bevestigde.

Maar hij is ook gefascineerd door wat hij de opkomende eigenschappen van wetenschappelijke fenomenen noemt:de complexe patronen in ruimte en tijd die ontstaan ​​als ze eenvoudig, fundamentele regels worden keer op keer herhaald.

"Dit is een experiment in provocatie. Kunstzinnig en paradoxaal, het nodigt de kijker uit om te reageren op de aanblik en het geluid van turbulentie in snel stromende lucht door te zoeken naar zichtbare en hoorbare patronen in de stroming. Waar chaos wordt verwacht, orde ontstaat, " hij zegt.

A Hiërarchie van Eddies verkent de turbulentie van draaikolken met behulp van twee grote ventilatoren en tien liter polystyreenballen ingesloten in een glazen kamer. Buiten staan, het publiek kan kijken hoe de ballen in luchtstromen worden geveegd, het creëren van chaotische patronen en vormen in steeds veranderende slierten.

"Het oog wordt onweerstaanbaar getrokken naar de golvende, stroboscoop-verlichte bewegingen van de kralen surfen op een verhoogde luchtstroom, of 'hun staart achterna jagen' rond een miniatuur tornado in de buurt van de vloer. Er is iets gechoreografeerd over de scène, toch is de choreografie niet van de hand van de ontwerper.

"Het weerspiegelt de innerlijke, tweezijdige logica van het systeem:de turbulente stroming, met zijn intrinsieke neiging tot oscillatie en vorticiteit, en de kijker, nauw betrokken bij de stroom, gedreven door het universele menselijke instinct om patronen te onderscheiden, " zegt professor Melatos.

Volgens zowel de kunstenaar als de astrofysicus, de deeltjeskamer is zowel artefact als prestatie. Het medium is lucht. De drijvende krachten zijn druk en viscositeit.

Maar ze zeggen dat temperatuur en vochtigheid ook sleutelfactoren zijn. Stel je voor dat je het experiment in een tank met water herhaalt. Zou er iets anders zijn? Wat dacht je van een tank honing of motorolie?

De viscositeit van de lucht bepaalt de "textuur" van de turbulentie - de mate waarin de luchtstromen verstrengeld zijn, het gemak waarmee ze zich vermengen en verdwijnen - net zoals de viscositeit van verf de textuur van een canvas beïnvloedt. De ventilatoren lijken op buitenmaatse borstels, wiens vegende slagen een stempel drukken op de stroom.

Het werk is dynamisch en onvoorspelbaar. Omlijst door zijn container en verlicht door de flitser, het presenteert zich ook aan de kijker als een experiment in drama.

"De kralen volgen de stroom passief, maar de lucht zelf - de hoofdrolspeler - is levend en expressief en in staat om te reageren, " zegt professor Melatos.

"Door viscositeit en niet-lineaire krachten, de lucht vertaalt de door de ventilatoren geproduceerde druk in complexe, turbulente wervelingen op alle lengteschalen, van klein tot groot. In dit opzicht, de deeltjeskamer is zowel een theatervoorstelling als een archetypisch systeem dat niet in evenwicht is."

Maar het werk gaat ook over de relatie tussen de kijker en het kunstwerk.

Volgens professor Melatos, de ervaring van elke kijker van het tableau is uniek. Op deze manier, de samenwerking vervaagt de grens tussen artistieke representatie en wetenschappelijke emulatie.

"Het daagt de kijker uit om hun eigen experiment te doen in de mysteries van patroonvorming die verre van evenwicht is. Het opent de deur tussen studio en laboratorium en stimuleert vrije doorgang."