Olga Ladyzhenskaya: 3 Inovasi Yang Berutang Hutang pada Kecemerlangannya

Filsuf Yunani Pythagoras menciptakan ungkapan, "angka menguasai alam semesta," dan ribuan tahun kemudian, Olga Ladyzhenskaya adalah contoh cemerlang dari kebijaksanaan itu. Meskipun masuk daftar hitam dari Leningrad State University, matematikawan Rusia yang menantang melanjutkan karier akademiknya yang memukau, yang dampaknya dapat dilihat dalam segala hal, mulai dari video game hingga ramalan cuaca. Google memperingati pada hari Kamis apa yang akan menjadi ulang tahun ke-97 Ladyzhenskaya dengan halaman depan Doodle.

Ladyzhenskaya terkenal karena karyanya tentang dinamika fluida, bidang studi yang menghabiskan sebagian besar waktunya mulai tahun 1961. Secara khusus, dengan menggunakan seperangkat persamaan abad ke-19 yang dikenal sebagai persamaan Navier-Stokes, karya Ladyzhenskaya yang diterbitkan mampu menyaring gerakan cairan kental ke beberapa variabel. Karya ini membuat pergerakan zat lengket dapat diprediksi, sebuah terobosan yang berlanjut untuk memungkinkan para ilmuwan, insinyur, dan bahkan desainer video game untuk memodelkan dan menciptakan kembali pergerakan berbagai jenis cairan.

"Masalah-masalah yang paling dekat dengan hatinya … selalu menjadi persamaan hidrodinamika, khususnya, persamaan Navier-Stokes, di mana ia telah membuat kontribusi yang dalam dan langgeng," tulis matematikawan Jerman Michael Struwe dalam menceritakan pencapaiannya.

Pergerakan cairan mungkin tidak tampak seperti penemuan praktis yang liar, tetapi terobosan Ladyzhenskaya dalam mengembangkan persamaan Navier-Stokes menyebabkan serangkaian penemuan yang masih diterima begitu saja sampai hari ini.

3. Prediksi Cuaca

Setiap kali Anda ingat untuk mengambil payung itu saat keluar dari pintu, Anda berhutang kecil pada Ladyzhenskaya.Anda tahu segmen cuaca yang mereka jalankan pada berita yang menggambarkan patters awan menggunakan massa gumpalan hijau, kuning, dan merah yang berputar-putar di atas bumi? Grafik cuaca di mana-mana yang terlihat di TV atau online semuanya diberdayakan menggunakan serangkaian persamaan dinamika fluida, banyak di antaranya dikemukakan oleh Ladyzhenskaya.

Ilmuwan komputer dan insinyur perangkat lunak mengkode persamaan ini untuk terus-menerus mengeluarkan angka baru berdasarkan data yang diberikan kepada mereka oleh satelit, balon cuaca, dan data yang dikumpulkan dari stasiun darat meteorologi. Sementara teknologi modern seperti augmented reality telah memberi kita semua cara baru untuk memvisualisasikan pola cuaca masa depan, sebagian berkat pemahaman kita tentang dinamika fluida bahwa pendekatan inovatif ini bahkan mungkin dilakukan.

2. Pemodelan Kardiovaskular

Selain membantu kita lebih memahami dunia di sekitar kita, persamaan Navier-Stokes telah memungkinkan para ilmuwan untuk lebih memahami cairan ganas di dalam setiap manusia: darah.

Mampu memodelkan bagaimana darah mengalir melalui arteri kita, jantung, dan banyak celah tubuh kita sangat penting untuk membantu kita lebih memahami penyakit kardiovaskular, yang merupakan penyebab utama kematian di Amerika Serikat pada tahun 2017 menurut Pusat Pengendalian Penyakit.

Ada beberapa makalah penelitian, beberapa di antaranya diterbitkan pada 2017, yang mengusulkan menggunakan persamaan Navier-Stokes untuk menciptakan kembali aliran darah dalam tubuh manusia. Sekitar 16 tahun setelah kematian Ladyzhenskaya, karyanya masih digunakan sebagai dasar untuk ilmu pengetahuan mutakhir.

1. Cairan dalam Video Game

Almarhum ahli matematika bahkan memiliki pengaruh terhadap dunia virtual. Air di video game tertentu atau animasi yang diberikan 3D dapat diciptakan kembali menggunakan persamaan Navier-Stokes, dengan beberapa perubahan kecil.

Teknik ini pertama kali dipatenkan oleh para ilmuwan komputer di University of Central Florida pada tahun 1996, dan kemudian diciptakan kembali oleh para peneliti di University of Toronto. Kedua studi menjelaskan bagaimana menyelesaikan persamaan Navier-Stokes dua dimensi dan kemudian memetakan kembali temuan mereka untuk menerjemahkannya menjadi 3D. Hal ini memungkinkan untuk lautan dan danau digital yang tampak dinamis tanpa memerlukan banyak daya komputasi.

“Metode ini mencapai animasi fluida real-time yang realistis dengan menyelesaikan hukum yang mengatur fisik fluida tetapi menghindari perhitungan dinamika fluida 3D yang luas,” tulis tim UCF.

Pengaruh Ladyzhenskaya bahkan telah melewati dunia fisik.