Para voar, os aviões normalmente precisam de uma superfície o mais lisa possível e de uma fuselagem aerodinâmica, enquanto as bolas de golfe são exactamente o oposto, com mais de 300 pequenos sulcos na sua superfície. Por que é que as bolas de golfe são desenhadas desta forma?
Os sulcos permitem que as bolas de golfe voem mais alto e mais longe. O golfe é um dos desportos mais antigos do mundo, com uma história de 500 a 600 anos. As primeiras bolas de golfe eram feitas de madeira, depois passaram a ser feitas de couro e recheadas com penas. No entanto, estas bolas tinham uma grande desvantagem: quando eram atiradas para a água ou molhadas pelo orvalho, o seu peso alterava-se significativamente. A partir de 1845, começaram a aparecer bolas lisas e redondas, feitas de borracha ou plástico comprimido, que tinham a vantagem de não aumentarem de peso quando molhadas. No entanto, surgiu um novo problema: a distância de voo das bolas diminuía significativamente após cada tacada. As bolas de couro originais, embora fossem mais rugosas, voavam mais longe. Porquê? A superfície lisa das bolas de golfe reduz a distância de voo.
Inicialmente, considerava-se que o ar não tinha viscosidade, ou seja, não tinha fricção. Os cientistas chamam a este fluido sem viscosidade de fluido ideal. Teoricamente, os objectos que voam num fluido ideal não deveriam encontrar resistência. No entanto, isto é completamente contrário ao que é observado na realidade, pois a resistência dos objectos no ar é absolutamente incontornável. Este paradoxo foi inicialmente reconhecido pelo cientista francês D'Alembert, pelo que também é conhecido como o "Paradoxo de D'Alembert". O estudo da distância de voo das bolas de golfe começou a partir daí.
Quando as bolas de golfe voam a velocidades mais lentas, as moléculas de ar próximas da bola fluem essencialmente ao longo da sua superfície, e a resistência da bola é composta principalmente pela resistência viscosa do fluido. Quando a bola voa a velocidades mais elevadas, forma-se um vórtice simétrico atrás dela, e as moléculas de ar próximas da bola deslocam-se por um curto período antes de se afastarem da superfície da bola, num fenómeno também conhecido como separação da camada limite. A separação da camada limite ocorre sempre em simultâneo com o vórtice. No centro do vórtice, a pressão é mais baixa e, se um objecto estiver rodeado por um grande vórtice marinho, será sugado para dentro do vórtice. Este fenómeno é retratado em muitos filmes de desastres. Atrás da bola, o vórtice central tem uma pressão muito baixa, enquanto a pressão à frente da bola é mais elevada. Esta diferença de pressão cria uma grande resistência à bola. Geralmente, quanto maior for a velocidade da bola, mais cedo ocorre a separação da camada limite e maior é a zona de vórtice formada atrás da bola, resultando numa resistência muito maior devido à pressão. Em suma, a separação da camada limite numa bola em voo é devida à viscosidade do fluido.
Nas bolas lisas, a separação da camada limite ocorre muito cedo, criando uma grande resistência devido à diferença de pressão entre a frente e a traseira da bola, pelo que a zona de vórtice formada atrás da bola é muito menor do que nas bolas lisas, reduzindo significativamente a resistência devida à diferença de pressão entre a frente e a traseira da bola. Uma bola lisa voa até dezenas de metros, enquanto uma bola "rugosa" pode voar mais de 200 metros. É evidente que o efeito de redução da resistência das bolas de golfe "rugosas" é muito significativo.