Olga Ladyzhenskaya: 3 inovații care își datorează un datorii strălucirii ei

Filosoful grec Pitagoras a inventat expresia "numerele guvernează universul" și, după mii de ani, Olga Ladyzhenskaya este un exemplu strălucitor al acestei înțelepciuni. În ciuda faptului că a fost înscris pe lista neagră de la Universitatea de Stat din Leningrad, matematicianul sfidător rus a continuat o carieră academică uimitoare, a cărui impact poate fi văzut în tot ceea ce se întâmplă, de la jocuri video până la prognoza meteo. Google a comemorat joi care ar fi fost ziua de naștere a lui Ladyzhenskaya cu 97 de ani, cu o pagină de start Doodle.

Ladyzhenskaya este cea mai cunoscută pentru munca sa pe dinamica fluidelor, un domeniu de studiu care a luat cea mai mare parte a timpului începând din 1961. Mai exact, prin utilizarea unui set de ecuații din secolul al XIX-lea, cunoscute sub numele de ecuații Navier-Stokes, lucrarea publicată de Ladyzhenskaya a fost capabil să distileze mișcarea fluidelor vâscoase până la o mână de variabile. Acest lucru a făcut ca mișcarea substanțelor gooey să fie predictibilă, o descoperire care a permis oamenilor de știință, inginerilor și chiar designerilor de jocuri video să modeleze și să recreeze mișcarea diferitelor tipuri de lichide.

"Problemele cele mai apropiate de inima ei … au fost întotdeauna ecuațiile hidrodinamicii, în special ecuațiile Navier-Stokes, cărora le-a adus contribuții profunde și durabile", a scris matematicianul german Michael Struwe într-o relatare a realizărilor sale.

Mișcarea lichidelor ar putea să nu pară o descoperire practic sălbatică, însă descoperirile lui Ladyzhenskaya în dezvoltarea ecuațiilor Navier-Stokes au dus la o serie de invenții care sunt încă luate în considerație astăzi.

3. Previziuni meteo

De fiecare dată când îți amintești să-ți iei umbrela pe drumul din ușă, îți datorezi o mică datorie lui Ladyzhenskaya.Știți acele segmente meteorologice pe care le rulează în vestea care prezintă depresuri de nor, folosind miscari învârtitoare de pietre verzi, galbene și roșii care plutesc peste Pământ? Grafica de vreme ubicuită văzută la televizor sau online, toate sunt alimentate cu ajutorul unei serii de ecuații dinamice fluid, multe dintre ele fiind avansate de Ladyzhenskaya.

Oamenii de știință din domeniul informaticii și inginerii software codifică aceste ecuații pentru a scuipa constant numere noi pe baza datelor transmise de sateliți, baloane meteorologice și date colectate de la stațiile meteorologice de la sol. În timp ce tehnologia modernă ca și realitatea augmentată ne-a oferit noi modalități noi de a vizualiza modelele meteorologice viitoare, este totuși datorită în parte înțelegerii dinamicii fluidelor că aceste abordări inovatoare sunt chiar posibile.

2. Modelarea cardiovasculară

În afară de a ne ajuta să înțelegem mai bine lumea din jurul nostru, ecuațiile Navier-Stokes au permis oamenilor de știință să înțeleagă mai bine un fluid vicios în interiorul fiecărui om: sânge.

Fiind capabil sa modeleze modul in care sangele curge prin arterele noastre, inima, si multe creaturi corpului nostru este esential pentru a ne ajuta sa intelegem mai bine boli cardiovasculare, care au fost principala cauza de deces in Statele Unite, in 2017, in conformitate cu Centrele pentru Controlul Bolilor.

Au existat mai multe lucrări de cercetare, unele dintre ele publicate până în 2017, care propun utilizarea ecuațiilor Navier-Stokes pentru a recrea fluxul sanguin în corpul uman. Aproximativ 16 ani după moartea lui Ladyzhenskaya, lucrarea ei este încă utilizată ca fundație pentru știința de vârf.

1. Lichide în Jocuri video

Matematicianul târziu a avut chiar influență asupra lumilor virtuale. Apa în anumite jocuri video sau în animații redate 3D poate fi recreată folosind ecuațiile Navier-Stokes, cu unele modificări minore.

Tehnica a fost prima brevetată de către oamenii de știință de la Universitatea din Florida Centrală în 1996 și apoi recreată de cercetători de la Universitatea din Toronto. Ambele studii au explicat cum să rezolve ecuațiile bidimensionale Navier-Stokes și apoi să-și redirecționeze descoperirile pentru a le traduce în 3D. Acest lucru a permis oceanelor și lacurilor digitale cu aspect dinamic, fără a necesita o mulțime de putere computațională.

"Metoda realizează o animație realistă în timp real a fluidelor prin rezolvarea legilor fizice de guvernare a fluidelor, dar evitând calculul dinamic al fluidelor 3D", scrie echipa UCF.

Influența lui Ladyzhenskaya a trecut chiar și în lumea fizică.