ไขปริศนา "สายชาร์จ-หูฟัง" ทำไมชอบพันกัน บางทีผูกเป็นปมแน่นยังกับถูกจับมัด

ไขปริศนา "สายชาร์จ-หูฟัง" ทำไมใส่กระเป๋าแป๊บเดียวถึงพันยุ่งเหยิง บางทีเป็นปมแน่นยังกับมีคนจับมัด วิทยาศาสตร์มีคำตอบ

เคยสงสัยไหมว่า ก่อนออกจากบ้านเราเก็บ สายชาร์จหรือสายหูฟัง ลงกระเป๋าอย่างเรียบร้อย แต่พอหยิบออกมาอีกครั้ง กลับพันกันยุ่งจนต้องเสียเวลาค่อย ๆ แกะ บางครั้งถึงขั้นกลายเป็นปมหลายชั้น ทั้งที่ไม่มีใครไปแตะต้องมันเลย

เรื่องที่ดูเหมือนเป็นความลึกลับเล็ก ๆ ในชีวิตประจำวันนี้ จริง ๆ แล้วสามารถอธิบายได้ด้วยหลักฟิสิกส์ และนักวิทยาศาสตร์ยังเคยทำการทดลองเพื่อศึกษาว่า เหตุใดสายหรือเชือกจึงสามารถสร้างปมขึ้นมาได้เองเมื่อถูกเขย่าหรือเคลื่อนที่

สายไม่ได้อยู่นิ่ง แม้เราจะไม่ได้จับมัน

หลังจากใส่สายชาร์จหรือหูฟังลงในกระเป๋า เราอาจคิดว่าสายจะอยู่ในสภาพเดิมจนกว่าจะหยิบออกมา แต่ในความเป็นจริง ทุกครั้งที่เราเดิน วิ่ง ขึ้นรถ หรือขยับกระเป๋า สิ่งของด้านในก็เคลื่อนที่ตามไปด้วย

สายที่มีลักษณะยาวและยืดหยุ่นจึงสามารถงอ พับ และไขว้กันได้อย่างอิสระ การเคลื่อนไหวซ้ำ ๆ แบบคาดเดาไม่ได้ หรือ Random motion ทำให้สายค่อย ๆ เปลี่ยนรูปร่างจากตอนที่เราเก็บไว้

จาก "ห่วง" เล็ก ๆ สู่ปมที่แกะยาก

จุดเริ่มต้นของปมมักเกิดขึ้นเมื่อสายส่วนหนึ่งโค้งจนกลายเป็นห่วง จากนั้นปลายสายอาจเคลื่อนที่ลอดผ่านห่วงนั้นโดยบังเอิญ เมื่อกระเป๋ายังคงถูกขยับต่อไป ห่วงที่เคยหลวมก็มีโอกาสถูกดึงจนแน่นขึ้น

เมื่อเกิดกระบวนการนี้ซ้ำหลายครั้ง จากสายที่เพียงไขว้กันธรรมดาอาจกลายเป็นปมที่ซับซ้อนขึ้นเรื่อย ๆ ดังนั้น แม้จะไม่มีมือของใครมาผูก สายก็สามารถสร้างปมขึ้นมาได้จากการเคลื่อนไหวของตัวมันเอง

นักฟิสิกส์เคยทดลองเรื่อง "เชือกผูกปมเอง"

ปรากฏการณ์นี้ไม่ได้เป็นเพียงข้อสังเกตในชีวิตประจำวัน นักวิจัยจาก University of California, San Diego เคยศึกษาการเกิดปมโดยนำเชือกใส่ลงในกล่องแล้วทำให้กล่องหมุน เพื่อจำลองการเคลื่อนไหวแบบสุ่ม ก่อนตรวจสอบว่าเชือกจะเกิดปมหรือไม่

ผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences พบว่า เชือกสามารถเกิดปมขึ้นเองจากการเคลื่อนไหวได้ และความยาวของเชือกรวมถึงลักษณะการเคลื่อนที่มีผลต่อโอกาสเกิดปม โดยเชือกที่ยาวขึ้นมีพื้นที่และโอกาสในการสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนมากกว่าเชือกสั้น

ทำไมสายหูฟังและสายชาร์จถึงพันกันง่าย?

สายประเภทนี้มีคุณสมบัติหลายอย่างที่เอื้อต่อการเกิดปม ทั้งความยาว ความยืดหยุ่น และความสามารถในการโค้งเป็นวง นอกจากนี้ยังมีหัวต่อ ปลั๊ก หรือหูฟังอยู่บริเวณปลายสาย ซึ่งสามารถเกี่ยวกับส่วนอื่นหรือเคลื่อนลอดผ่านห่วงของสายได้

• สายยาว มีโอกาสสร้างห่วงและไขว้กันได้หลายตำแหน่ง
• สายยืดหยุ่น สามารถงอและเปลี่ยนรูปร่างได้ง่ายเมื่อกระเป๋าเคลื่อนไหว
• ปลายสายเคลื่อนที่ได้อิสระ จึงมีโอกาสลอดผ่านห่วงจนเกิดเป็นปม
• หัวต่อและหูฟัง สามารถเกี่ยวกับสายหรือสิ่งของอื่นภายในกระเป๋า ทำให้สายยุ่งมากขึ้น
• การเขย่าซ้ำ ๆ จากการเดินหรือเคลื่อนย้ายกระเป๋า ทำให้สายมีโอกาสเปลี่ยนจากการไขว้ธรรมดาไปเป็นปมที่แน่นขึ้น

แล้วทำอย่างไรให้สายไม่พันกัน?

วิธีลดโอกาสเกิดปมที่ง่ายที่สุดคือ ไม่ปล่อยให้สายและปลายสายเคลื่อนไหวอย่างอิสระภายในกระเป๋า ควรม้วนสายให้เป็นระเบียบแล้วใช้สายรัด ตีนตุ๊กแก หรืออุปกรณ์จัดเก็บสายช่วยยึดไว้

อีกวิธีคือเก็บสายไว้ในช่องหรือกล่องขนาดเล็กแยกจากสิ่งของอื่น เพราะยิ่งสายมีพื้นที่เคลื่อนไหวน้อย โอกาสที่ปลายสายจะลอดผ่านห่วงและพัฒนาเป็นปมก็ลดลงตามไปด้วย

สรุปแล้ว สายพันกันเองได้อย่างไร?

ดังนั้น ภาพที่เราเห็นเมื่อเปิดกระเป๋าแล้วพบว่า สายชาร์จหรือหูฟังพันกันเป็นปม ไม่ได้เกิดขึ้นอย่างไร้เหตุผล แต่เป็นผลจากการเคลื่อนไหวแบบสุ่มของสายภายในพื้นที่จำกัด เมื่อสายเกิดห่วงและปลายสายบังเอิญลอดผ่านห่วง การเคลื่อนไหวต่อเนื่องก็สามารถทำให้ห่วงนั้นรัดแน่นจนกลายเป็นปมได้

ครั้งต่อไปที่เก็บสายลงกระเป๋าอย่างดี แต่หยิบขึ้นมาแล้วต้องนั่งแกะปมอีกครั้ง อย่างน้อยก็รู้ได้ว่า เบื้องหลังความยุ่งเหยิงนี้มีหลักฟิสิกส์ซ่อนอยู่ และวิธีง่ายที่สุดที่จะเอาชนะมันก็คือ ม้วนสายและยึดปลายสายไว้ ไม่เปิดโอกาสให้มันเคลื่อนไหวอย่างอิสระ

แหล่งข้อมูล

1. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)
2. University of California, San Diego Department of Physics