Έρευνα: Πώς η φυσική προβλέπει τις κινήσεις ενός μεγάλου πλήθους – Το πείραμα του Σαν Φερμίν

Πολυετής έρευνα με αντικείμενο το φεστιβάλ Σαν Φερμίν στην Ισπανία έδειξε ότι υπάρχει τρόπος – με βάση τους κανόνες της φυσικής – να προβλεφθούν οι κινήσεις ενός μεγάλου πλήθους και ως εκ τούτου τραγωδίες όπου άνθρωποι ποδοπατούνται μέχρι θανάτου σε φεστιβάλ και συναυλίες.

Το Σαν Φερμίν είναι το διασημότερο φεστιβάλ της χώρας, που πραγματοποιείται στην Παμπλόνα, και κάθε χρόνο γίνεται αντικείμενο συζήτησης για την πρακτική της απελευθέρωσης ταύρων στα δαιδαλώδη στενά της πόλης ως επικίνδυνη όχι μόνο για τους συμμετέχοντες όσο και για τα ζώα.

Στο πλαίσιο της μελέτης, οι επιστήμονες τοποθέτησαν κάμερες στα ψηλά μπαλκόνια των κτιρίων στις αντίθετες πλευρές της κεντρικής πλατείας μπροστά από το δημαρχείο, για να μετρήσουν τις κινήσεις του πλήθους που συγκεντρώνεται εκεί για την εκτόξευση της παραδοσιακής ρουκέτας Chupinazo, η οποία σηματοδοτεί την έναρξη του φεστιβάλ.

Σύμφωνα με την εν λόγω επιστημονική μελέτη για τη δυναμική του πλήθους, από ένα σημείο και μετά οι άνθρωποι κινούνται όπως ρέει το νερό χωρίς να υπάρχει κάποια εξωτερική πίεση.

Ειδικότερα, όταν η πυκνότητα φτάνει τα τέσσερα άτομα ανά τετραγωνικό μέτρο, ο κόσμος αρχίζει να κινείται σε κυματιστά μοτίβα. Ακόμα περισσότερο το φαινόμενο παρατηρείται όταν η πυκνότητα φτάνει τα εννέα άτομα ανά τετραγωνικό, όπου το πλήθος συμπεριφέρεται σαν μια ενιαία οντότητα, σαν ρευστό που ταλαντεύεται με ρυθμό 18 δευτερολέπτων.

Θα μπορούσε να ζητηθεί από το πλήθος να διαλυθεί ή να μείνει ακίνητο όταν ανιχνεύονται ανεξέλεγτες κινήσεις

Στιγμιότυπο από το φεστιβάλ του Σαν Φερμίν στην Παμπλόνα στη βόρεια Ισπανία

Τι έδειξε η έρευνα

Κάθε Ιούλιο, περισσότεροι από 5.000 άνθρωποι συνωστίζονται στην κεντρική πλατεία της Παμπλόνα για την τελετή έναρξης του φεστιβάλ Σαν Φερμίν και του φημισμένου αγώνα των ταύρων. Το πλήθος ξεκινά το πρωί ντυμένο στα λευκά και μέχρι το μεσημέρι η σαγκρία που ρέει δωρεάν τα έχει βάψει κόκκινα.

Όπως αναφέρουν οι New York Times, ο δρ Ντενίς Μπαρτόλο, καθηγητής Φυσικής στην École Normale Supérieure στη Λυών, βιντεοσκόπησε επί σειρά ετών αυτό που συμβαίνει στην Παμπλόνα και μελέτησε το γεγονός με στόχο να βοηθήσει στην πρόληψη των ποδοπατημάτων που μπορεί να αποβούν θανατηφόρα σε μεγάλες δημόσιες εκδηλώσεις.

Η εν λόγω μελέτη της ομάδας του Μαρτόλο δημοσιεύτηκε την περασμένη Τετάρτη στο περιοδικό «Nature», στην οποία αναφέρεται ότι είναι δυνατόν να προβλεφθεί η αυθόρμητη κίνηση ενός μεγάλου πλήθους σε έναν περιορισμένο χώρο μόλις η πυκνότητα των ανθρώπων περάσει ένα κρίσιμο όριο.

Το να μελετήσεις μεγάλα, πυκνά πλήθη είναι ως γνωστόν δύσκολο, εξηγεί ο ίδιος, οπότε «δεν μπορείτε απλώς να καλέσετε χίλιους ανθρώπους να συμμετάσχουν σε ένα πείραμα. Ακόμη και αν γινόταν, δεν θα ήξερα πώς να εγγυηθώ την ασφάλειά τους». Αυτός ήταν και ο λόγος που το φεστιβάλ Σαν Φερμίν ήταν τόσο ελκυστικό, καθώς περιλαμβάνει χιλιάδες ανθρώπους που συγκεντρώνονται προβλέψιμα, και σχετικά ήρεμα, κάθε χρόνο.

Κυκλικές ταλαντώσεις σε μια «θάλασσα» ανθρώπων

Ο δρ Μπαρτόλο εξήγησε ότι έβαλαν κάμερες στα ψηλά μπαλκόνια δύο κτιρίων σε αντίθετες πλευρές της πλατείας και παρότι στα βίντεο «πράγματι η δυναμική φαινόταν ακανόνιστη, χαοτική, ταραχώδης» ο ίδιος αναρωτήθηκε αν μπορούσε να διακρίνει μια οργανωτική αρχή που να διέπει τις κινήσεις του πλήθους.

Η ανάλυση του υλικού αποτέλεσε μια πρόκληση παρόμοια με τη μελέτη της ροής του νερού. «Υπάρχουν μαθηματικές τεχνικές από τον τομέα της δυναμικής των ρευστών που μας επιτρέπουν να μετρήσουμε τη ροή ενός υλικού επιθεωρώντας την κατεύθυνση και την ταχύτητά του και αυτές ακριβώς τις μεθόδους εφαρμόσαμε στο φεστιβάλ Σαν Φερμίν» λέει ο ίδιος.

Τα πλήθη αποδείχθηκε ότι ήταν λιγότερο χαοτικά από ό,τι φαίνονταν. Αντίθετα, οι ερευνητές εντόπισαν κυκλικές ταλαντώσεις μέσα στη «θάλασσα» ανθρώπων. «Μιλάμε για εκατοντάδες, αν όχι χιλιάδες, ανθρώπους, οι οποίοι ακολουθούσαν όλοι την ίδια κυκλική τροχιά σε συγχρονισμό», συνέχισε.

Εικόνα από βίντεο που δείχνει τις σταδιακές κυκλικές κινήσεις ενός πλήθους (Πηγή: Bartolo lab, ENS de Lyon)

Επιπλέον, οι κινήσεις κατά τις οποίες κάθε άτομο διαγράφει έναν πρόχειρο κύκλο από το ατομικό σημείο εκκίνησής του χρειάστηκαν 18 δευτερόλεπτα για να ολοκληρωθούν στη συγκεκριμένη πλατεία. Για να δείξει ο δρ Μπαρτόλο πόσο αξιόπιστος συγχρονισμός είναι, σημείωσε ότι «μπορείτε να ρυθμίσετε το ρολόι σας στη δυναμική αυτού του πλήθους, ακόμη και αν οι κινήσεις μπορεί αρχικά να φαίνονται τυχαίες».

Στο πλαίσιο του μαθηματικού μοντέλου μηχανικής του πλήθους, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι πάνω από μια κρίσιμη πυκνότητα ανθρώπων αυτές οι κυκλικές κινήσεις εμφανίζονται αυθόρμητα. Δεν εξαρτώνται από κάποια εσωτερική ή εξωτερική δύναμη, όπως οι άνθρωποι που σπρώχνουν ενεργά ο ένας τον άλλον.

Ως προληπτικό μέτρο ασφαλείας, ο δρ Μπαρτόλο προτείνει να παρακολουθούνται μεγάλη πλήθη καθώς η ανίχνευση αυτών των κυκλικών κινήσεων μπορεί να προσφέρει προειδοποίηση για την εμφάνιση επικίνδυνων και ανεξέλεγκτων κινήσεων. Συλλαμβάνοντας τις ταλαντώσεις όταν είναι μικρές, εξηγεί ο δρ Μπαρτόλο, οι διοργανωτές εκδηλώσεων θα μπορούσαν να ζητήσουν από το πλήθος να διαλυθεί ή να μείνει ακίνητο, πριν οι τροχιές πάρουν διαστάσεις και οδηγήσουν σε ποδοπάτημα.