Visse ting ligger helt fast ved herrernes VM.
Banens mål er nøje fastsat, offside markeres med et flag, og dommeren fløjter kampen af.
Men én vigtig ting bliver med vilje ændret: bolden.
Adidas, som har leveret VM-bolde siden 1970, lancerer en ny kampbold til hver slutrunde, og det betyder nye aerodynamiske beregninger for spillerne.
Hvordan vil den flyve gennem luften, sno sig og falde til jorden?
De sidste 20 år har mine ingeniørkolleger i Japan og England og jeg testet de nye bolde og undersøgt deres aerodynamik.
Vores arbejde starter med, at vi placerer boldene i vindtunneler for at måle luftmodstand samt side- og løftekræfter. Disse målinger bruger vi i computersimuleringer, som viser, hvordan bolden opfører sig i en rigtig kampsituation.
Det lyder måske lidt akademisk, og vi udgiver da også videnskabelige artikler om resultaterne.
Men de data, vi finder frem til, kan være forskellen på mål eller skud forbi for spillerne, en redning eller en fejl for målmænd – og jubel eller skuffelse for fans.
Ved VM er bolden det vigtigste udstyr i verdens største turnering i verdens mest populære sport.
Årets bold, Trionda, er særlig interessant.
Da FIFA og Adidas præsenterede den i efteråret 2025, var farverne og panelerne det første, mange lagde mærke til.
Boldens røde, blå og grønne grafik symboliserer de tre værtslande med motiver som et ahornblad, stjerner og en ørn, som repræsenterer henholdsvis Canada, USA og Mexico.
For første gang i herrernes VM-historie spilles der med en bold med kun fire paneler.
Men har Adidas så gjort bolden for glat med så få paneler?
Det var netop den fælde, ingeniørerne faldt i med Jabulani-bolden ved VM i 2010 i Sydafrika, som blev berygtet for pludselige dyk og en uforudsigelig bane i luften, der gjorde livet meget svært for målmændene.
Man ønsker ikke, at VM-bolden føles som starten på et videnskabeligt eksperiment, så snart den er i luften, og hvis den opfører sig mærkeligt, opdager spillerne og målmanden det med det samme.
Fodboldens udvikling
VM-boldene har udviklet sig markant gennem årtierne.
Går vi tilbage til 1930, så bolden helt anderledes ud. Den første VM-finale blev spillet med to forskellige læderbolde: Argentinas Tiento i første halvleg og Uruguays T-Model i anden halvleg.
Begge var håndsyede bolde med mange paneler, pustet op gennem en åbning, der skulle bindes og gemmes under snørerne. I vådt vejr absorberede læderet vand, hvilket gjorde bolden tungere og mere uforudsigelig.
I 1994 (sidst USA var vært for herrernes turnering) havde den officielle bold Adidas’ Questra udviklet sig til at være en skumbaseret konstruktion. Den moderne VM-bold er ikke længere bare syet læder; det er en nøje designet aerodynamisk overflade.
Trionda tager udviklingen endnu et skridt videre. Den har kun fire paneler, hvilket er det laveste antal i herrernes VM-historie, og de er varmesvejset sammen ved hjælp af varme og lim.
Færre paneler peger på mindre samlet længde af samlinger og dermed en glattere bold.
Overfladens glathed er vigtig, fordi det tynde luftlag, der klæber sig til bolden, afgør, hvor luftstrømmen slipper, hvor stort turbulensområdet bag bolden bliver, og hvor meget luftmodstand den møder.
Trionda har dog bevidst dybe samlinger, tre tydelige riller på hvert panel og en fin struktur i overfladen.
Men virker teksturerne og rillerne efter hensigten?
For at få svar på dette spørgsmål målte mine kolleger og jeg boldens samlinger og dens samlede aerodynamiske egenskaber.
Vi sammenlignede den med Triondas fire forgængere: Al Rihla fra 2022, Telstar 18 fra 2018, Brazuca fra 2014 og Jabulani fra 2010.
Hvad målingerne viser
I vores vindtunnelforsøg ved University of Tsukuba målte vi blandt andet den såkaldte drag-koefficient, som er en måde at beskrive, hvor meget luftmodstand bolden møder, når den bevæger sig.
Ud fra disse data fik vi indsigt i, hvordan luftstrømmen ændrer sig omkring bolden, efter den er blevet sparket.
Forsøgene viste også den såkaldte 'drag crisis', som er et fysisk fænomen inden for aerodynamik, hvor luftmodstanden på en bold pludseligt og markant falder, når boldens hastighed overstiger en bestemt tærskel. Det kan ændre boldens acceleration, bane og rækkevidde.
Vi fandt, at Trionda i praksis er mere ru end sine forgængere.
Trionda når sin 'drag crisis' ved en lavere hastighed, omkring 43 km/t. Det er lavere end de cirka 50-65 km/t for Al Rihla, Telstar 18 og Brazuca og langt under Jabulanis cirka 79-97 km/t, afhængigt af hvordan bolden vender.
Hvorfor har det betydning? Fordi en bold godt kan føles helt almindelig, når man sparker til den, men alligevel opføre sig anderledes i luften.
Når 'drag crisis' ligger midt i de hastigheder, man typisk ser i en kamp, kan små ændringer i udgangshastighed, retning eller spin få bolden til at skifte aerodynamisk 'adfærd'.
Det var netop Jabulanis problem.
Når den blev sparket med lidt spin, havde den en tendens til at bremse for meget, når den passerede sit kritiske hastighedsområde.
Trionda ser ikke ud til at have det problem. Den har en mere stabil og ensartet luftmodstand ved de hastigheder, man typisk ser ved hjørnespark og frispark.
Men der er en ulempe. Vores målinger viste også, at når Trionda kommer op i højere hastigheder med turbulent luftstrøm, er dens luftmodstand lidt større end hos Brazuca, Telstar 18 og Al Rihla.
Det betyder kort sagt, at en hårdt sparket lang bold måske mister en smule rækkevidde.
I vores simuleringer er forskellen ikke enorm, men stor nok til, at spillere måske lægger mærke til, at lange bolde lander et par meter kortere end forventet.
Det er også vigtigt at understrege, at vi testede en bold uden spin. Derfor kan resultaterne ikke forudsige hver eneste aflevering, clearing eller frispark, vi vil se denne sommer.
Bolde i luften har ofte spin, fordi de bliver ramt lidt skævt. Sammen med højde over havet, luftfugtighed, temperatur og lufttryk påvirker det alt sammen, hvordan bolden bevæger sig gennem luften.
Den store test venter forude
Færre paneler og mere tekstur er ikke de eneste forskelle ved den nye bold.
Trionda indeholder også teknologi, som har mindre med dens flyveegenskaber at gøre og langt mere med dommernes arbejde.
Ligesom Al Rihla er Trionda udstyret med en såkaldt 'connected ball'-teknologi, der gør det muligt for computere at registrere, hvornår bolden bliver sparket, hvilket hjælper ved offside-kendelser.
Men opbygningen er ændret. I 2022 sad måleenheden i midten af bolden. I Trionda er den i stedet placeret i et særligt lag inde i ét af panelerne, mens de tre andre paneler indeholder modvægte. Chippen sender data til VAR-systemet (videoassistentdommer) og turneringens halvautomatiske offside-system.
Den ændring hjælper dommerne, men hjælper eller hæmmer bolden spillerne?
Vores test tyder på, at bolden ikke vil opføre sig på en måde, der giver forvirrende og uforudsigelige bevægelser i luften. Men de mest interessante muligheder er mere subtile og ligger uden for vores test.
Vil rillerne på Trionda gøre det lettere for spillerne at give bolden mere bagspin, så den får mere løft og måske dermed opvejer den lidt større luftmodstand ved høje hastigheder?
Det er netop derfor, jeg fortsætter med at studere VM-bolde – både i laboratoriet og ved at følge, hvordan bolden 'opfører' i løbet af kampene.
Hvert fjerde år giver et nyt design os en ny måde at se fysikkens rolle i spillet, og ikke bare i teorien, men i bevægelsen af det objekt, som alle spillere på banen har blikket vendt imod.
Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.
