飛行機はできるだけ滑らかで流線型の形状が必要ですが、ゴルフボールはその逆で、表面に約300個の小さなえくぼがあります。なぜゴルフボールはこのように設計されているのでしょうか？
「えくぼ」がゴルフボールを高く遠くに飛ばします。世界で最も人気のあるボールゲームの1つであるゴルフは、500～600年の歴史を持つ「古いスポーツ」です。最初のゴルフボールは木製で、後に皮革で缝製され、羽毛で満たされていました。しかし、このボールには大きな欠点がありました。水に落下したり、露に濡れたときに重量が大幅に変化してしまうのです。1845年から、ゴムやプラスチックで压成された滑らかな丸形ボールが導入されました。これらのボールの優れた点は、水に濡れても重量が変わらないことでした。しかし、次の問題が発生しました。打った後の飛行距離が大幅に短くなってしまうのです。元の皮革ボールは、表面がザラザラしていたために飛行距離が長かったのです。なぜ表面が滑らかになると飛行距離が短くなるのでしょうか？後に人々は、ボールの表面設計に工夫があることに気づきました！
当初、空気は非粘性（摩擦がない）と考えられていました。科学者たちはこの非粘性流体を理想流体と呼びます。理想流体の中で移動する物体には抵抗がないはずです。しかし、実際に観察された現象とは全く異なりました。物体が空気中で移動するときに受ける抵抗は決して無視できません。この矛盾を最初に認識したのは、フランスの学者ダランベールでした。そのため、この矛盾は「ダランベールのパラドックス」と呼ばれています。ゴルフボールの飛行距離の研究は、このパラドックスから始まりました。
ゴルフボールが空中で低速で移動するとき、ボールの近くの流体分子はほとんどボールの表面に沿って流れていました。そのため、ボールにかかる抵抗は主に流体の粘性抵抗で構成されていました。しかし、ボールが高速で移動すると、後方に対称的な渦が発生し、ボールの近くの流体分子が一定距離移動した後、ボールから離れていきました。これを境界層分離といい、涡の中心には低圧が発生しています。海洋の巨大な涡の周りにある物体が涡に吸い込まれるように、ゴルフボールの後方にある涡の中心には低圧が発生しています。これは多くの災害映画で描かれています。ボールの後方には低圧の涡が発生し、前方には高圧の涡が発生しています。この圧力差によってボールに大きな抵抗がかかっています。一般的に、ボールの速度が高いほど、境界層分離が早く発生し、後方に発生する涡の領域が大きくなり、抵抗も大きくなります。つまり、流体の粘性が原因で飛行中のボールに境界層分離が発生するのです。
滑らかなボールの表面では、境界層分離が早く発生し、前後の圧力差による抵抗が大きくなるため、ゴルフボールは皮革からプラスチックに変更された後、飛行距離が大幅に短くなってしまいました。そのため、人々はゴルフボールに「えくぼ」を作る必要がありました。「えくぼ」が付いたゴルフボールは、打った後にえくぼの近くに小さな涡が発生します。ゴルフボールの表面近くの流体分子が涡に引き込まれるので、境界層分離のポイントがずれてしまいます。そのため、後方に発生する涡の領域が滑らかなボールよりもはるかに小さくなり、前後の圧力差による抵抗が大幅に減少します。滑らかなゴルフボールは最大で数十メートルしか飛ばないのに対し、「えくぼ」が付いたゴルフボールは1打で200メートル以上飛ばすことができます。「えくぼ」が付いたゴルフボールの減抵抗効果は非常に明らかです。