Финал чемпионата мира по футболу — отличный повод сменить мячи. Еще в декабре FIFA объявила, что в ЮАР отправятся разработанные Adidas мячи Jabulani (что переводится с зулусского как «праздновать»). Это только со стороны кажется, что «мяч круглый, поле квадратное» и качественно ничего не меняется, ну разве что поверхность мяча разрисована по-новому. Однако все не так просто. Физики из австралийского университета Аделаиды — профессор Дерек Лейнуэбер и его студент Адриан Кератидис — за два дня до начала чемпионата поделились своими соображениями про аэродинамику Jabulani. Оказывается, его полет устроен немногим проще, чем полет «Боинга».

И это хорошая новость для нападающих и плохая — для вратарей. В полете Jabulani создает вокруг себя турбулентные вихри. Поэтому он легче закручивается и при этом летит все равно быстрее, чем Teamgeist — мяч прошлого чемпионата, выпущенный в 2006 году. Тот был образцом гладкости: поверхность специально адаптировали к «мягкому» полету. Jabulani легче направить по извилистой траектории: этот мяч заметно маневренней и больше зависит от характера удара. Выходит, что в 2010-м в игру добавили интриги.

Правила FIFA регламентируют только форму и вес, но ничего не говорят про поверхность мяча. Поэтому эксперименты с поверхностью дают разработчикам огромную возможность для маневра. Так, Teamgeist покрывали 14 пластиковых плиток — у Jabulani их восемь, причем они гладко спаяны, а не сшиты. Это, казалось бы, незначительное отличие позволяет серьезно менять аэродинамику мяча.

«Мяч Jabulani я не знаю, надо попробовать, — говорит Андрей Аршавин. — Я раньше считал, что все мячи одинаковые. Это не так. Teamgeist был, как мне казалось, со смещенным центром тяжести, но неплохой, более-менее предсказуемый. Все нововведения в отношении мячей изобретают для того, чтобы вратарям было сложнее жить, а игра была более непредсказуемая. Например, на чемпионате мира в Японии мяч был как попрыгунчик (мяч под названием Fevernova был выпущен специально для чемпионата мира в Японии и Корее в 2002 году. — Прим. ред.)».

Судьбу гола решают особенности физического состояния воздуха, помноженные на особенности самого снаряда. Иногда воздух как бы «налипает» на поверхность, упрощая дорогу к воротам. А иногда происходит «срыв потока», которого так боятся летчики-испытатели: для футболиста это значит, что энергия удара уйдет в никуда, и мяч за сотые доли секунды сбавит скорость в разы. Знаменитый «эффект Магнуса» сбивает мяч с естественной траектории и может отклонить его на три-четыре метра в сторону за секунду полета.

Как физики выясняют такие тонкости? Во-первых, мячи, как и самолеты, обкатывают в аэродинамической трубе. Во-вторых, моделируют потоки воздуха в компьютерных гидродинамических симуляторах. В-третьих, при помощи скоростной видеосъемки анализируют траекторию. За отсутствием в арсенале лаборатории Бекхэма и Аршавина физики сооружают «футбольные пушки», которые имитируют удар. Записи матчей позволяют отобрать параметры, которые нужно закладывать в условия опыта: «закрученность», силу удара, атмосферное давление и много что еще.

Задача такой сложности — вполне себе вызов для серьезного теоретика. Тут стоит сказать, что Дерек Лейнуэбер, автор исследования, в основном занимается квантовой хромодинамикой — наукой про превращения элементарных частиц. Сразу вспоминается история про Ньютона: во время присутствия на теннисном матче в Кембридже ему пришла в голову идея описывать преломление света. Теннисный мяч, рассуждал Ньютон, закручивается и меняет траекторию, значит, и «корпускулы света» внутри стекла ведут себя точно так же. Правильной теории света, как мы теперь знаем, у Ньютона не получилось, зато «эффект Магнуса» — смещение закрученного мяча — он верно описал задолго до его официального открытия Магнусом, а значит, и он внес свой вклад в будущие голы ЧМ-2010.