Spør en forsker: Hvorfor blir ledningene flokete?

Ledninger har det med å vikle seg sammen til floker – uansett hva man gjør med dem. En professor i matematikk vet årsaken.

Publisert
Det kan virke mystisk at ledninger filtrer seg sammen. Det er som om de gjør det på egen hånd fordi de trives best i en rotete tilstand. Og det er på en måte også tilfellet. (Foto: Aragami/Microstock)
Det kan virke mystisk at ledninger filtrer seg sammen. Det er som om de gjør det på egen hånd fordi de trives best i en rotete tilstand. Og det er på en måte også tilfellet. (Foto: Aragami/Microstock)

«Hvorfor vikler ledninger seg sammen, uansett hvor pent man folder dem sammen?» skriver Marius i en e-post til Videnskab.dk.

Vagn Lundsgaard Hansen, som er professor i matematikk, har forsket på knuter og deler gledelig av sin visdom.

Prosessen hvor ledningen går fra orden til rot, starter med at den blir vridd.

–  Det er praktisk talt umulig å ikke vri ledninger når man bruker dem, sier Vagn Lundsgaard Hansen.

Tilføres energi

For å forstå neste skritt i prosessen, må vi ha på plass hva spenningsenergi er, forteller Hansen.

– Hvis du strekker ut en strikk, vil den trekke seg sammen igjen når du slipper. Det er fordi den har kommet ut av sin naturlige posisjon, sitt hvilested. Den har med andre ord fått tilført spenningsenergi, sier han.

– Spenningsenergien er altså den mengden energi strikken bruker for å komme tilbake til hvilestedet sitt. Tilsvarende vil ledningen tilbake til sitt hvilested når den blir vridd, sier han.

Når en ledning er vridd, vil den ene enden rotere den ene veien, mens andre vil rotere motsatt vei. De to endene har altså en motsatt spenningsenergi. Hvis to områder på ledningen fra hver sin ende kommer i kontakt, vil ledningen vri seg rundt seg selv.

– Ledningen krøller seg for å minimere spenningsenergien i hver sin ende. Endene holder hverandre i sjakk i et nytt hvilested, sier Hansen.

– Man kan sammenligne det med to like sterke menn som trekker et tau i hver sin retning. Mennenes styrke utlikner hverandre, og tauet rører seg derfor ikke, sier Hansen.

Kaos er mer sannsynlig enn orden

Carsten Knudsen, professor i fysikk ved Danmark Tekniske Universitet, mener at begrepet entropi er sentralt for å forstå hva som skjer.

Entropi er et mål for graden av uorden i et system. Hvis en ledning er i en tilstand av orden, er entropien lav.

Siden en ledning bare kan ligge pent på noen få måter, mens den kan være flokete og kaotisk på mange flere måter, er sannsynligheten for at den ligger rotete større.

Hver gang ledningen blir utsatt for påvirkninger, vil den nærme seg en mer sannsynlig tilstand, altså en rotete tilstand.

– Folder du en ledning perfekt og legger den i lommen, vil den forbli ryddig hvis du sitter stille. Men hvis du reiser deg opp og går, blir systemet påvirket. Ledningen vil nærme seg en mer sannsynlig tilstand for hver påvirkning, altså en høyere grad av uorden, sier Knudsen.

Hvis du vil lære mer om entropi, kan du se en video hvor den alltid underholdende professoren i fysikk Brian Cox beskriver begrepet ved hjelp av sandslott, i en artikkel på Videnskab.dk.

Ledninger er lett påvirkelige

Ledninger er laget av et fleksibelt materiale som veier veldig lite. Det har en rekke innlysende fordeler, men det gjør også at det er lett å påvirke.

– Man lager ledninger av et lett materiale. Det gjør at de er lette å håndtere, og man kan bevege seg fritt med høretelefonene på. Men det gjør dem jo også mer påvirkelige i retning av kaos, sier Carsten Knudsen.

Vagn Lundsgaard Hansen er enig i Carsten Knudsens versjon av hva som skjer:

– Vi beskriver de samme mekanismene. Vi gjør det bare fra forskjellige synsvinkler. Men teoriene våre henger fint sammen, sier Hansen.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.