© Vincent Van Gogh

"La Nuit étoilée" de Van Gogh décrit fidèlement certaines turbulences de l’espace

Les coups de pinceau du maître retranscrivent le comportement de la matière dans les nuages qui donnent naissance aux étoiles.

Commençons par enfoncer une porte grande ouverte : Vincent Van Gogh est un géant de la peinture. Voilà, comme ça, c’est dit. Des intemporels Tournesols à ses autoportraits, la liste de chefs-d’œuvre du peintre torturé est longue comme un après-midi à Auvers-sur-Oise. Parmi ces peintures, La Nuit étoilée est certainement celle qui intéresse le plus le domaine de l’astrophysique.

Car Van Gogh n’était pas seulement capable de restituer comme personne l’universelle beauté du tourment, il était également doué pour peindre les turbulences de la matière en suspension dans l’univers, à en croire les résultats d’une analyse dudit ciel étoilé postée sur ArXiv (oui, OK, on sait) en février dernier et relevée par Ars Technica le 23 avril.

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En 2004, rappelle le magazine en ligne, la Nasa publie une magnifique image, prise par feu le télescope Hubble, de nuages de poussière interstellaire tourbillonnant autour une étoile géante nommée V838 Monocerotis. Toujours à l’affût de références pop, l’agence remarque que ces tourbillons rappellent fortement ceux de Van Gogh dans La Nuit étoilée et Nuit étoilée sur le Rhône.

Quinze ans plus tard, James Beattie et Neco Kriel, deux étudiants australiens, se posent la seule question qui vaille : à quel point la représentation de Van Gogh ressemble-t-elle aux vrais nuages de molécules qui donnent naissance aux étoiles ? Un coup de modélisation plus tard, la réponse tombe : la ressemblance est troublante.

"La Nuit étoilée", de Vincent Van Gogh.

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La turbulence, casse-tête de la physique

Comment un peintre post-impressionniste de la fin du XIXe siècle a-t-il pu retranscrire au pinceau les infinies variations de la matière en suspension dans l’espace interstellaire, vous dites ? La question mérite en effet d’être examinée – en écartant d’emblée la piste selon laquelle Van Gogh était une entité extraterrestre venue d’une civilisation futuriste avancée, si vous le voulez bien.

Premièrement, Beattie et Kriel ne sont pas les premiers à étudier l’étrange corrélation entre les tourbillons des pépinières d’étoiles et le coup de pinceau de Van Gogh. En 2006, une équipe menée par le chercheur mexicain José Luis Aragon découvrait déjà, après une analyse poussée de trois toiles, que certains ciels du peintre dépeignaient parfaitement un phénomène physique appelé turbulence.

En physique, la modélisation des turbulences – des mouvements de matière soudains, dans l’air ou l’eau, qui génèrent vortex et tourbillons – est un problème excessivement complexe. Pendant des siècles, des générations de chercheurs ont tenté de modéliser mathématiquement ces mouvements sans jamais y parvenir, au point de considérer la tâche plus ardue que l’étude de la physique quantique, la validité des équations de modélisation faisant encore l’objet de débats aujourd’hui.

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En 1940, le physicien russe Andreï Kolmogorov change la donne en découvrant une relation (mathématique) entre les fluctuations de l’écoulement et la dissipation de son énergie par friction. Concrètement, Kolmogorov prédit l’existence d’une cascade turbulente, dans laquelle un gros tourbillon dissipe son énergie en générant des tourbillons plus petits, qui se dissipent à leur tour, et ainsi de suite, ce qui permet de transférer localement l’énergie à des échelles inférieures (pensez à la fumée d’une cigarette, par exemple). La vision de Kolmogorov sera confirmée par l’observation, entre autres, de la tempête géante (le "grand point rouge") à la surface de Jupiter.

Le secret de la luminance

Très bien, mais quel rapport avec la création de notre peintre torturé ? J’y viens. Pour rendre la viscosité propre à ses nuits hallucinées, Van Gogh et d’autres impressionnistes utilisent non pas des variations de couleur mais de luminance, qui correspond à la sensation de luminosité que procure une certaine matière et définit le contraste entre objets. La perception de la couleur est quant à elle due à la chrominance.

Comme le rappelle Futura Sciences, l’éclairement de la rétine de l’œil est proportionnel à la luminance, ce qui nous rend bien plus sensibles à ses variations qu’aux différentes teintes de couleur. En jouant sur la luminance, Van Gogh parvient à rendre ses ciels liquides, chatoyants, pulsants… et turbulents.

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Une fois les œuvres de Van Gogh numérisées, les chercheurs ont découvert que la variation de luminance entre deux pixels est remarquablement similaire aux variations des fluides décrits par les équations de Kolmogorov. Si l’étude de 2008 identifiait des motifs de turbulences subsoniques (comme la fumée de cigarette, donc), la nouvelle étude australienne a elle découvert une relation entre les coups de pinceaux de l’artiste et les turbulences supersoniques de ces pépinières d’étoiles.

La folie pour élargir la perception ?

Plus intéressant encore, d’autres tableaux présentant d’apparentes turbulences, comme Le Cri de Münch, ne sont pas liés aux équations de Kolmogorov. Mieux : les seuls tableaux qui présentent cette correspondance (La Nuit étoilée, Nuit étoilée sur le Rhône, mais aussi Les Cyprès, Le Champ de blé aux corbeaux ou Deux paysannes dans un champ enneigé). Tous ces tableaux datent de la même époque : celle où le peintre souffrait de troubles psychotiques.

D’autres œuvres datées de périodes plus calmes, comme son autoportrait à la pipe, ne présentent pas de caractéristiques de Kolmogorov. En l’absence d’autre explication pertinente, la folie de Van Gogh semble lui avoir conféré une sorte de super-pouvoir – celui de percevoir instinctivement l’architecture des écoulements de fluides. Comme si les turbulences de l’esprit avaient ouvert à Van Gogh le secret des turbulences de la matière.

Comme si, dans les mots du physicien Marcelo Gleiser pour le blog de NPR, "son esprit s’était branché sur un archétype universel ou le lumineux devient limpide – et les coups de pinceaux de la nature et du peintre se confondent". À moins, comme l’explique la revue APS Physics, que Van Gogh ait tout simplement accru une capacité naturelle à l’identification de motifs naturels lors de ses phases de chaos. C’est tout de suite moins poétique, mais ça a le mérite d’être plausible.

Par Thibault Prévost, publié le 03/05/2019

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