איתמר פרוקצ'יה, גרגורי פלקוביץ, ויקטור שטיינברג, נורמן זבוסקי

"הכל זורם"

ראול וגרציאלה דה פיצוטו, קומה 4

הרקליטוס מאפסוס (סוף המאה השישית לפנה"ס ותחילת המאה החמישית לפנה"ס), נודע באמירתו: הכל זורם. לפי תפיסתו, השיטה של הקשת היקשים לוגיים נדונה לכישלון שכן העולם משתנה תדיר, ומה שהיה נכון אתמול, בתנאים מסוימים, שוב לא יהיה נכון מחר, לכשישתנו התנאים. זו תפיסה שמסבכת את החיים, כמובן, אבל היא מתיישבת היטב עם האתגרים העומדים לפני פיסיקאים החוקרים תהליכי זרימה.

מדובר בתופעה אוניברסלית המתחוללת בגזים ובנוזלים הזורמים בצינור, על הקרקע או במרחב הפתוח. אפשר לראות את התופעה הזאת בחיי יום-יום, למשל, כאשר פותחים את הברז במטבח. כאשר מגבירים את עוצמת הזרם, הזרימה המסודרת והאחידה הופכת מערבולתית וכאוטית. דוגמה נוספת: מערבולות האוויר הטורבולנטיות הנוצרות סביב גופה של מכונית נוסעת ומאחוריה, הן אחד מהגורמים העיקריים המתנגדים לתנועת המכונית. חלק גדול מאוד מהאנרגיה הנדרשת לתנועתה של המכונית, משמש להתגברות על ההתנגדויות האלה, שהן תולדת מערבולות האוויר. סיכול הזרימה המערבולתית של האוויר מסביב לגופו של מטוס, יפחית במידה רבה את צריכת הדלק של המטוסים, דבר שאולי ישתקף בהפחתת מחיריהם של כרטיסי הטיסה, כך שמחירי החופשות שלנו יוזלו. עוד דוגמה: זרימת נוזלים צמיגים בצינורות, שהבנתה חשובה להעברה מהירה וזולה של נפט שאנו כה תלויים בו כמקור אנרגיה, או לפתרון בעיות של זרימת דם בעורקים ובוורידים שבגופנו.

הנה כי כן, מחקר בסיסי, בשאלה שהוגדרה במשך שנים רבות כ"סימטה ללא מוצא", עשוי להביא בכנפיו כרטיסי טיסה זולים יותר, מכוניות מהירות וחסכוניות יותר, מערכות תעשיתיות יעילות יותר, ועוד.

אלא שלרוע המזל, אין בידינו, עדיין, תיאוריה מקיפה ושלמה שמתארת את החוקיות שמונחת בבסיסה של תופעת הזרימה המערבולתית. למעשה, שאלה זו הוגדרה כ"אחת הבעיות הפתוחות המאתגרות ביותר של המאה ה-21". מכון קליי בקימבריג', מסצ'וסטס, הודיע שיעניק מיליון דולר למי שיפתור אחת מחידות המשנה הנובעות מהבעיה השלמה.

מדובר בשאלה אם הפתרונות של משוואות נוויאה-סטוקס, (Navier-Stokes) שהן המשוואה הבסיסית המתארת זרימה, "נשברים", או "מתפוצצים" בזמן, כלומר, האם בדרך לפתרונן מתקבלים ערכים אין-סופיים. (המשמעות של קבלת ערכים אין-סופיים, היא שהמודל המתמטי אינו מתאר בנאמנות את התופעה הפיסיקלית, ולכן אינו תקף).

עבודותיהם של מדעני מכון ויצמן למדע, פרופ' איתמר פרוקצ'יה, פרופ' גרגורי פלקוביץ ופרופ' ויקטור שטיינברג; ושל המדען האורח במכון, פרופ' נורמן זבוסקי, בוחנות את תופעת המערבולתיות מכיוונים שונים. זרימה של נוזלים, גזים (במצבים שונים), הגורמים להתחוללות מערבולות אטמוספריות שקוטרן אלף קילומטרים, ותגובות של טיפות גז זעירות ל"מכות" של גלי הלם.

הדימויים המוצגים בתערוכה זו אינם עבודות אמנות, וגם אינם מוצגים דידקטיים. הם חושפים תוצאות שמתקבלות במחקרים בחזית המדע, ומנסים, הודות לאסתטיות שלהם, לגרום לנו להתיידד עם תופעת הזרימה הכאוטית, שאינה ניתנת לחיזוי.