La física detrás de Van Gogh: científicos desmienten la teoría que decía que predijo la turbulencia en ‘La noche estrellada’

En los últimos años, una idea ha fascinado a quienes aman tanto el arte como la ciencia: que Vincent van Gogh, al pintar La noche estrellada, capturó sin saberlo una compleja ley física del movimiento de los fluidos. Las espirales de su cielo nocturno, se ha dicho, representarían patrones de turbulencia que describen cómo se comportan el aire y el agua al moverse de forma caótica. ¿Es posible que un pintor del siglo XIX haya anticipado, pincel en mano, lo que la física tardó décadas en formalizar?

Una investigación publicada recientemente desmonta esa hipótesis con datos y argumentos sólidos. Mientras un equipo internacional defendía que las espirales del cuadro seguían la teoría de Kolmogórov, otros dos investigadores —Mohamed Gad-el-Hak y James J. Riley— han puesto en duda esas conclusiones. Y lo hacen con una afirmación clara: “no hay propiedades físicas medibles en una pintura que permitan aplicar esa teoría”. Así lo afirman en su estudio, publicado en el Journal of Turbulence, donde concluyen que el análisis anterior está basado en supuestos erróneos y malinterpretaciones del concepto de flujo turbulento.

¿Puede una obra de arte reproducir una ley física?

La noche estrellada es uno de los cuadros más reconocibles del arte occidental. Pintado en 1889 desde la ventana del sanatorio de Saint-Rémy-de-Provence, en el sur de Francia, muestra un cielo en movimiento, lleno de remolinos y espirales. En 2024, un equipo de investigadores publicó un artículo en Physics of Fluids en el que proponían que las espirales pintadas por Van Gogh en La noche estrellada seguían patrones propios de la teoría de Kolmogórov, la cual describe cómo se comportan los fluidos en régimen turbulento. Según sus autores, la distribución de energía de las luminancias en la pintura se ajustaba al conocido espectro de −5/3, lo que sugería una sorprendente conexión entre arte y física.

Para hacer esta afirmación, los autores del estudio —titulado “Hidden Turbulence in van Gogh’s The Starry Night”— aplicaron un análisis de espectro de Fourier a la luminancia de la imagen (es decir, su nivel de brillo en distintas zonas). Según ellos, la distribución de energía seguía una curva característica, la del famoso −5/3, que aparece en sistemas turbulentos reales. Según el artículo original, los autores proponían que Van Gogh había captado no solo el tamaño de los remolinos, sino también su disposición y energía relativa, comparables con los patrones descritos por la teoría de Kolmogórov.

El contraanálisis: cuando la física se aplica fuera de contexto

El nuevo estudio, firmado por Gad-el-Hak y Riley, analiza la misma hipótesis desde una perspectiva crítica. Ambos son expertos en mecánica de fluidos y han trabajado con la teoría original de Kolmogórov y su extensión a escalas escalares —como temperatura o densidad—, desarrollada por Obukhov y Corrsin. Desde este conocimiento, afirman que aplicar esta teoría a una pintura no es válido, porque no hay un “fluido real” en movimiento que se pueda medir.

Lo expresan así: “no hay una propiedad escalar de fluido identificable y medible en la pintura que pueda usarse para aplicar la teoría de Obukhov y Corrsin“. Además, critican que el supuesto campo de flujo atmosférico que se infiere del cuadro “ni siquiera se acerca a cumplir las condiciones necesarias de la teoría”.

Este punto es clave: para que una teoría física funcione, se necesita un contexto físico que la respalde. Las espirales de Van Gogh pueden parecer remolinos, pero no se derivan de un fluido en movimiento, sino de la intuición artística del pintor. Confundir la forma visual con el fenómeno físico es un error frecuente, pero significativo.

La belleza de lo visual frente a la precisión científica

Lo que hace a esta discusión tan interesante es que se sitúa en la frontera entre arte y ciencia. No se trata de negar que el cuadro de Van Gogh sea evocador, o que las formas que pintó se parezcan a estructuras turbulentas. Lo que se cuestiona es que esas similitudes tengan validez científica. Los investigadores reconocen en una nota de prensa que la pintura es visualmente impactante y abstracta, y que precisamente eso contribuye a su condición de obra icónica. Sin embargo, aclaran que esa expresividad no justifica su análisis como modelo físico.

Esta apreciación no es un desprecio hacia el arte, sino un intento de preservar los límites entre las disciplinas. La teoría de Kolmogórov se basa en condiciones muy específicas de los fluidos: requiere, por ejemplo, medir velocidades reales, tasas de disipación de energía, y contar con una separación de escalas espaciales que permita observar el fenómeno en distintos niveles. Ninguna de estas condiciones se cumple en una pintura.

¿Qué mide exactamente la teoría de Kolmogórov?

Desarrollada en 1941 por el matemático soviético Andréi Kolmogórov, esta teoría describe cómo se transfiere la energía en los flujos turbulentos desde las estructuras grandes (como los grandes remolinos de un río) hacia las pequeñas (hasta llegar al nivel donde la energía se disipa en forma de calor). Este proceso, conocido como cascada de energía, se manifiesta en el llamado espectro de energía, una curva matemática donde aparece la mencionada ley del −5/3.

Aplicar esta teoría exige trabajar con flujos reales. Por eso, los experimentos o simulaciones donde se observa esta ley usan agua o aire en movimiento, con instrumentos que capturan variables físicas. Una imagen digital de un cuadro no contiene estas propiedades. Lo que sí puede medirse es su luminancia, pero esta es una propiedad visual, no física.

¿Y entonces por qué parecía que funcionaba?

El primer estudio utilizó la luminancia como un “análogo” de un campo escalar pasivo, como si fuera temperatura o densidad. Es cierto que en teoría, en los flujos reales, los campos escalares pueden comportarse de forma similar al campo de velocidades. Pero incluso si se acepta esa analogía visual, falta un elemento clave: la escala.

Como señala el paper crítico, para que el análisis sea válido, “debe haber una propiedad escalar identificable y medible”. La luminancia, en este caso, no lo es. Tampoco se puede estimar la tasa de disipación de energía, ni comprobar la homogeneidad ni isotropía del sistema, condiciones básicas para que Kolmogórov funcione.

¿Y si Van Gogh tuvo simplemente un ojo afinado para la naturaleza?

El propio Gad-el-Hak admite que el cuadro es visualmente sugestivo. Es posible que Van Gogh, en su observación del cielo y de los movimientos del viento, haya captado estructuras similares a las que vemos en la naturaleza. Eso no significa que su pintura sea un modelo físico de turbulencia, pero sí que su capacidad de observar el mundo y trasladarlo al lienzo fue extraordinaria.

De hecho, la relación entre arte y fenómenos físicos es un campo fascinante por derecho propio. Leonardo da Vinci, por ejemplo, también dibujó remolinos de agua y nubes que hoy se estudian desde la perspectiva de la dinámica de fluidos. Pero en todos los casos, la representación visual es una interpretación artística, no una formulación científica.

¿Puede el arte inspirar a la ciencia?

Sin duda. Lo que esta discusión nos recuerda es que el arte puede abrir puertas hacia la curiosidad científica, pero eso no lo convierte automáticamente en ciencia. Las formas de Van Gogh pueden evocar flujos, y eso puede servir para pensar, explorar y experimentar. Pero si queremos aplicar una ley física, necesitamos datos, medidas, condiciones y contexto.

El error, en este caso, fue ir demasiado lejos al aplicar una teoría científica a una imagen estática. Como recuerdan Gad-el-Hak y Riley, “el campo de flujo atmosférico asumido ni siquiera se acerca a satisfacer las suposiciones requeridas por la teoría”.

Cortesía de Muy Interesante

Dejanos un comentario: