Många av oss som barn har lekt Poohsticks - kastat en kvist i rinnande vatten från en bro eller flodbredd och sett den springa nedströms, men förlorar sedan tävlingen eftersom din pinne fastnar i en virveles ändlösa snurr på kanten av en bäck.

I större skala, samma virvlar eller bubbelpooler har enligt uppgift dragit fartyg ner i en vattnig grav. Men virvlar finns inte bara i vatten.

Tänk på videon av en plastpåse som fångades i ett virvlande vindstöt i filmen amerikansk skönhet , eller kon som dras genom luften i en monstertornado i filmen Twister. Tänk dig det kondenserade vattnet som spiraler av spetsen på en stridsflygplan, eller det skrämmande rycket när en jumbojet fastnar i oväntad turbulens.

Eddies är det fysiska resultatet av rörelsen av vätskor (både vätska och gas) och de finns på många skalor.

Nu, ett team av forskare, ingenjörer och konstnärer har gått ihop för att ta fram ett konstvetenskapligt experiment, kallad A Hierarchy of Eddies, som syftar till att visa publiken komplexiteten i dessa turbulenta system.

Eddies kan beskrivas matematiskt med hjälp av det som kallas Navier-Stokes-ekvationen, men skaparna av det här verket säger att det är något med deras utvecklande former som överskrider fysik eller matematik och går in i filosofins sfär, psykologi och prestanda.

Leds av två långvariga samarbetspartners, Astrofysiker vid University of Melbourne professor Andrew Melatos och konstnären Briony Barr från Scale Free Network, En hierarki av virvlar turnerar för närvarande som en del av en utställning, Experimenta Makes Sense:International Triennial of Art, av Melbourne-baserade konstorganisationen Experimenta.

Utställningen skapades med teknisk rådgivning från forskare vid beräkningsvätskedynamik professor Andrew Ooi från Engineering School vid University of Melbourne, och masterstudenten Tony Zahtila.

En hierarki av virvlar är, till viss del, inspirerad av ett citat från engelsk matematiker, fysiker, meteorolog, psykolog och poet Lewis Fry Richardson som levde mellan 1881 och 1953.

Omtolkning av matematikern Augustus De Morgans rim om loppornas biologiska ordning ("Stora loppor har små loppor på ryggen för att bita dem / Och små loppor har mindre loppor, och så, ad infinitum… "), Richardson skrev:

"Stora snurror har små snurror

som livnär sig på deras hastighet,

Och små virvlar har mindre virvlar

Och så vidare till viskositet. "

Ms Barr, som driver Scale Free Network med Dr. Gregory Crocetti, säger att verket också var inspirerat av mönster som de hade observerat i en mindre skulptur som de skapade kallade partikelkammaren, "som innehöll en fläkt och polystyrenkulor inuti ett skåp med en yta på cirka en meter.

"Tidigt i utvecklingen av A Hierarchy of Eddies, en viktig vetenskaplig och estetisk fråga för oss var om en mycket större kammare (50 gånger större) som innehåller två fläktar skulle visa liknande framväxande mönster, och om systemets skönhet skulle förstärkas ytterligare genom en skalförändring, säger Barr.

Professor Melatos är en teoretisk astrofysiker som var en del av Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) -samarbete som 2015 bekräftade förekomsten av gravitationella vågor.

Men han fascineras också av vad han kallar de framväxande egenskaperna hos vetenskapliga fenomen - de komplexa mönster i rum och tid som uppstår när det är enkelt, grundläggande regler upprepas om och om igen.

"Detta är ett prov på provokation. Konstigt och paradoxalt nog, den uppmanar betraktaren att reagera på synen och ljudet av turbulens i snabbt flödande luft genom att söka efter synliga och hörbara mönster i flödet. Där kaos förväntas, ordning kommer fram, " han säger.

En hierarki av virvlar utforskar virvlarnas turbulens med två stora fläktar och tio liter polystyrenkulor inneslutna i en glaskammare. Stående på utsidan, publiken kan se när bollarna sveps in i luftströmmar, skapa kaotiska mönster och former i ständigt föränderliga virvlar.

"Ögat dras oemotståndligt mot det böljande, strobelysta rörelser av pärlorna som surfar på en förhöjd luftström, eller "jaga svansarna" runt en miniatyrtornado nära golvet. Det är något koreograferat över scenen, men koreografin är inte av designerns skapande.

"Det speglar det inre, systemets tvåsidiga logik:det turbulenta flödet, med sin inneboende tendens till oscillation och virvel, och betraktaren, engagerar dig intimt i flödet, drivs av den universella mänskliga instinkten att urskilja mönster, säger professor Melatos.

Enligt både konstnären och astrofysikern, partikelkammaren är både artefakt och prestanda. Dess medium är luft. Dess drivkrafter är tryck och viskositet.

Men de säger att temperatur och luftfuktighet också är viktiga faktorer. Tänk att upprepa experimentet i en tank med vatten. Skulle något vara annorlunda? Vad sägs om en tank med honung eller motorolja?

Luftens viskositet bestämmer turbulensens "struktur" - i vilken grad luftströmmarna trasslar ihop sig, den lätthet som de blandar och försvinner - precis som färgens viskositet påverkar strukturen på en duk. Fläktarna liknar stora borstar, vars svepande slag präglar virvlar på flödet.

Arbetet är dynamiskt och oförutsägbart. Inramad av behållaren och tänd av stroben, den presenterar sig också för betraktaren som ett experiment i drama.

"Pärlorna spårar flödet passivt, men själva luften - huvudpersonen - är levande och uttrycksfull och kan reagera, säger professor Melatos.

"Genom viskositet och olinjära krafter, luften översätter trycket från fläktarna till komplex, turbulenta virvlar i alla längdskalor, från det lilla till det stora. I det här avseendet, partikelkammaren är både teaterföreställning och arketypiskt system utan balans. "

Men verket handlar också om förhållandet mellan betraktaren och konstverket.

Enligt professor Melatos, varje tittares upplevelse av tablån är unik. På det här sättet, samarbetet suddar ut gränsen mellan konstnärlig representation och vetenskaplig emulering.

"Det provocerar betraktaren att göra sina egna experiment med mysterierna om långt ifrån jämviktsmönster. Det öppnar dörren mellan studio och laboratorium och uppmuntrar till fri passage."