هر چهار سال، هواداران فوتبال مشتاقانه منتظر آغاز بزرگ ترین تورنمنت این ورزش هستند: جام جهانی! اما قبل از شروع این رویداد، محققان و پژوهشگران ماه ها وقت صرف طراحی مراسم و جزییات این تورنمنت ازجمله آزمایش و بازبینی توپ رسمی مسابقات می کنند.

حالا و کمتر از یک سال مانده تا آغاز رقابت های جام جهانی 2026، آدیداس به طور رسمی، در شهر نیویورک از توپ جدید جام جهانی به نام "تریوندا" رونمایی کرد که در طراحی آن ریاضیات، فیزیک و زیبایی شناسی به شکلی شگفت انگیز ترکیب شده است.

تریوندا، در زبان اسپانیایی به معنای موج سه گانه است که هدف از نام گذاری آن، اشاره به میزبانان سه گانه این تورنمنت است. در سال 2026 برای اولین بار در تاریخ جام جهانی، این تورنمنت به میزبانی سه کشور (امریکا، مکزیک و کانادا) برگزار خواهد شد.

در ساخت این توپ تنها از چهار پنل دوخته شده استفاده می شود که این کمترین تعداد پنل برای یک توپ جام جهانی تا به امروز است. جالب اینجاست که توپ "الرحله" که برای جام جهانی 2022 طراحی شده بود، 20 پنل داشت.

به هنگام طراحی هر توپ فوتبال، پرسشی قدیمی مطرح می شود: چگونه می توان از قطعات صاف، شکلی گرد ساخت؟ تمامی توپ های جام جهانی فیفا تابه امروز با الهام از ساده ترین اجسام سه بعدی ریاضی، یعنی "اجسام افلاطونی" ساخته شده اند. این پنج شکل، تنها چند وجهی های منتظم محدبی هستند که از کپی های یک چندضلعی منتظم ساخته شده اند و در هر رأس، تعداد یکسانی وجه به هم می رسند.

ایکسوزایدِر (بیست وجهی) که دارای 20 مثلث است و ظاهری تقریباً کروی دارد، گزینه امیدوارکننده ای به نظر می رسد؛ اما کمی نوک تیز است. اگر گوشه های آن را ببُریم، هر مثلث به یک شش ضلعی تبدیل می شود و هر گوشه به یک پنج ضلعی. این همان شکل توپ کلاسیک فوتبال یعنی توپ "تل استار" است که در جام جهانی 1970 مورداستفاده قرار گرفت و رنگ سیاه وسفید آن برای دیده شدن بهتر روی تلویزیون های سیاه وسفید انتخاب شد.

توپ تریوندا هم بر پایه یک جسم افلاطونی یعنی چهاروجهی طراحی شده که در نگاه اول شاید کمترین شباهت را به یک توپ داشته باشد.

چهاروجهی از چهار مثلث تشکیل شده که سه مثلث در هر رأس به هم می رسند. راز طراحی تریوندا در شکل پنل های آن است. این پنل ها سه گوشه دارند، اما لبه هایشان منحنی است و وقتی به هم دوخته می شوند، سطح گردتری را می سازند.

البته این تکنیک برای فوتبال دوستان، تکنیک آشنایی است. توپ "برازوکا" که در جام جهانی 2014 مورد استفاده قرار گرفت هم بر پایه مکعب طراحی شده بود و شش پنل منحنی داشت.

البته انتخاب چهاروجهی برای طراحی توپ، انتخاب پر ریسکی است. "جابولانی" (به معنی شادی در زبان زولو)، آخرین توپ جام جهانی بود که بر پایه این شکل ساخته شد و حسابی هم جنجال به پا کرد. در جام جهانی 2010 بازیکنان از این شکایت داشتند که حرکت توپ جابولانی در هوا غیرقابل پیش بینی است. جابولانی ترکیبی از برش گوشه ها و منحنی کردن لبه ها بود و ویژگی منحصربه فردی داشت: پنل های سه بعدی قالب گیری شده.

این توپ شاید گردترین توپ تاریخ بود، اما مشکل نیروی "Drag"باعث می شد تا پروازش عجیب و نامنظم باشد. Drag در واقع نیروی ذرات هواست که هنگام پرواز توپ در فضا و حرکتش، آن را به عقب می راند. هرچه توپ سریع تر حرکت کند، Drag بیشتر می شود؛ اما اگر سرعت از "سرعت بحرانی" فراتر رود، Drag ناگهان کم می شود. هرچه توپ صاف تر باشد، این آستانه بالاتر می رود و به همین دلیل هم هست که سطح توپ گلف پر از فرورفتگی است تا این آستانه را کاهش دهد؛ اما صاف بودن بیش ازحد جابولانی، باعث غیرقابل پیش بینی شدن رفتار این توپ شده بود.

دلیل اصلی وجود شیارها و فرورفتگی ها روی سطح تریوندا، درواقع کاهش Drag در آن است. طراحان توپ با ترکیب بافت سطح، طول درزها و عمق آن ها تلاش کرده اند تا میزان زبر بودن مناسبی در آن ایجاد کنند تا بازیکنان با توپ احساس راحتی داشته باشند.

اما مسئله فقط میزان زبری نیست، بلکه محل قرارگیری درزها هم مهم است. اگر توپ بدون چرخش زیاد شوت شود، مناطق زبر و صاف آن، Drag های متفاوتی خواهند داشت و درنتیجه مسیر توپ منحرف می شود که اثر "ناکل بال" نامیده می شود (حرکت غیرقابل پیش بینی و نامنظم توپ که ناشی از کمبود چرخش است و باعث می شود تا توپ به طور غیرمنتظره ای زیگزاگی به حرکت دربیاید). این اثر شاید در بیس بال مطلوب باشد، اما در فوتبال نه؛ بنابراین توپ باید تا حد ممکن متقارن باشد. نگرانی اصلی درباره تریوندا همین جاست: توپ تل استار 60 حالت تقارن چرخشی داشت، اما تریوندا تنها 12 تقارن دارد.

تا آغاز جام جهانی، بازیکنان به دقت عملکرد توپ جدید را زیر نظر خواهند داشت. برد فریدل، دروازه بان سابق تیم ملی آمریکا دراین باره گفت: وقتی توپ جدیدی معرفی می شود، در تمرینات عادی تستش می کنیم تا بفهمیم ریزه کاری هایش چیست؛ آیا در شرایط خشک خوب است؟ در باران چطور؟ در پاس های بلند چگونه پرواز می کند؟

جولیا گروسو، هافبک باشگاه شیکاگو و بازیکن سابق تیم ملی کانادا در دو جام جهانی زنان می گوید: بیشتر مسئله این است که ما به عنوان تیم، چطور می توانیم هماهنگ بازی کنیم، نه اینکه توپ چه شکلی است. تمرین با توپ رسمی قبل از شروع مسابقات، کمک زیادی می کند تا بازیکن حس درستی پیدا کند.

البته فقط بازیکنان نیستند که در مورد توپ های جدید نظر می دهند؛ جان اریک گاف، فیزیک دان ورزشی دانشگاه پوگت ساوند دراین باره گفت: بی صبرانه منتظرم توپ تریوندا را در دست بگیرم و حس کنم که ساختارش چگونه است. او و همکارانش قرار است توپ را در تونل باد آزمایش کنند.

حالا و در فاصله کمتر از یک سال مانده تا شروع جام جهانی 2026، درحالی که بیشتر هواداران فوتبال چشم به تیم ها و بازیکنان محبوبشان می دوزند، شبکه ای از هنرمندان، مهندسان و دانشمندان هم در حال بررسی توپ این تورنمنت هستند.