سال هاست که انسان ها از نخ استفاده می کنند و جای تعجب ندارد که دانشمندان زیاد روی نظریه های مربوط به گره ها کار کرده باشند. اما از دهه 1800 بود که صحبت های علمی در اینباره کاملاً جدی شد؛ زمانی که دو فیزیکدان – لرد کلوین و جیمز کلرک ماکسول – اتم ها را در حال گردش گردابه ای در اتر مدلسازی کردند. فیزیک دانان خواص جالبی از این اتم های شبیه به گره کشف کردند و به همین خاطر سراغ ریاضیدانان رفتند تا به جزییات بیشتری پی ببرند.

اکنون 150 سال از آن موقع می گذرد و مدت هاست که فیزیک دانان اتر (یک ماده فرضی که در فضا سفر می کند) و مدل های اتمی گره دار را فراموش کرده اند. اما ریاضی دانان از این قضیه دست برنداشته اند و شاخه ای از مطالعات به نام نظریه گره را پایه گذاری کرده اند که ویژگی های ریاضیاتی گره ها را بررسی می کند. تعریف ریاضی گره شامل گردش یک نخ به دور خودش و رسیدن دو سر آن به یکدیگر است بطوریکه گره دیگر باز نشود (دقت کنید که این تعریف در واقعیت به ندرت رخ می دهد). ریاضی دانان با استفاده از این تعریف، گره ها را به چند نوع تقسیم بندی کرده اند. برای مثال، تنها یک نوع گره وجود دارد که نخ سه بار از روی خودش رد شود. گره هایی که برای ایجاد آنها نخ چهار بار یا هشت بار از روی خودش رد می شود هم انواع خاص خودشان هستند. ریاضی دانان گروهی از اعداد به نام چند جمله ای جونز را شناسایی کردند که می تواند هر نوع گره را توضیح بدهد. علیرغم گذشت یک صد سال، نظریه گره هنوز هم یکی از شاخه های مبهم علم ریاضیات است.

سال 2007، فیزیکدانی به نام داگلاس اسمیت و شاگردش دوریان رایمر تصمیم گرفتند کاربرد پذیری نظریه گره را روی نخ واقعی امتحان کنند. این دو فیزیک دان آزمایشی را طراحی کردند و طی آن یک تکه نخ را در جعبه ای قرار دادند و برای 10 ثانیه آن را تکان دادند. این آزمایش حدود 3000 بار با نخ هایی با طول ها و ضخامت های مختلف، جعبه هایی با اندازه های مختلف و نرخ چرخش متفاوت تکرار شد.

اگر هدفون تان را داخل یک جعبه یا کیف نگه می دارید اما هنوز با گره های آن سر و کار دارید، بهتر است اندازه جعبه تان را کوچک تر کنید. وقتی سیم هدفون به دیواره های جعبه کوچک فشرده می شود، از افتادن سیم روی قسمت های مختلف خودش جلوگیری می کند و در نتیجه شانس ایجاد گره به حداقل ممکن می رسد. جالب است بدانید که دقیقاً به همین خاطر است که گره خوردن بند ناف نوزادان بسیار نادر است (فقط در 1 درصد از تولدها). رحم به قدری کوچک است که اجازه نمی دهد یک ارگان دور خودش بپیچد.

در نهایت هم گرداندن جعبه با سرعت بسیار بالا از گره افتادن در نخ جلوگیری می کرد چون نخ بخاطر نیروی گریز از مرکز به دیواره ها می چسبد و روی قسمت های دیگر نمی افتد. البته این روش به شما کمک نمی کند و با آن نمی توانید مانع از گره افتادن سیم هدفون تان بشوید.