科学者たちはMLBのホームラン急増の謎の解明に一歩近づいた

「メジャーリーグはこの試合を冗談に変えている。」

この厳しいが、まったく意外ではない言葉は、今年の野球のオールスターブレイク中にヒューストン・アストロズのベテラン投手ジャスティン・バーランダーから出たもので、2019年に多くのメジャーリーグ投手が最も重要な武器であるボールに対して感じたある種のフラストレーションを具体化したものだ。バーランダーや彼の同僚の多くは、昨シーズンのボールの重要な変化に気付いており、その結果、対戦相手の打者がこれまでにないほどホームランを打つようになった。

「誰かのことを批判するつもりはないが、アウトになるホームランのいくつかは、ただ首を振るしかない」とヤンキースの投手Ｊ・Ａ・ハップはシーズン序盤に語った。「今では、ボールが空中に上がったとき、選手はほぼ常にチャンスがあると考えている」

この現象を研究するにはまだ多くの作業が必要ですが、野球選手が前例のないペースで長打を放っているという事実は疑いようがありません。2018年はホームラン数がわずかに減少しましたが、過去4年間でホームラン数は驚くほど増加しました。2019年のホームラン数は6,776本で、2017年の6,105本というこれまでの記録を破り、MLBのホームラン打数上位5チームはすべて過去2年間のものです。

多くのファンにとって、これは興奮することだ。なぜなら、力持ちの打者が高めの速球をサードデッキに打ち込むのを見ることほど素晴らしいことはないからだ。しかし、他の多くの人は、一種のホームラン疲れに陥った。そして特に、バリー・ボンズ、マーク・マグワイア、サミー・ソーサなどの強打者がステロイド使用に関連していたため、最も有名なホームラン記録がある種の伝統主義的なファンに嘲笑されているリーグでは、これらの数字は眉をひそめた。2018年にMLBが野球ボールのサプライヤーであるローリングスを買収したという事実を考えると、リーグが意図的にボールに「液体を加える」ために何かを行っているという疑惑が広まった。バーランダーは夏の間にそれをできるだけ明確に語った。

「彼らはクソみたいな会社を所有している」と彼はESPNに語った。「もし他の400億ドルの会社が4億ドルの会社を買収し、製品が劇的に変化したとしたら、何が起こったのか推測することはできない。何が起こったのかは皆知っている。（コミッショナーの）ロブ・マンフレッドが最初に来たとき、何と言ったか？もっと攻撃力が欲しいと言った。突然彼が来て、ボールがジュースのように動く？偶然ではない。我々はバカではない。」

もしバーランダーが、今月初めにMLBのホームラン率を調査する委員会が発表した報告書に自分の無実を証明する証拠を求めていたのなら、それは見つからなかった。報告書によると、「野球ボールの性能の変化がローリングスやMLB側の意図的な行為によるものであるという証拠は見つからず、製造上のばらつきによる可能性が高い」とのことだ。しかし、答えの出ない疑問がまだたくさんあるとしても、報告書は、抗力係数が低い（したがって飛距離が長い）野球ボールと抗力係数が高い野球ボールの間に決定的な違いがあることを発見した。

「[実験の]主な目的は、抗力が何に依存するかを知ることでした」と、イリノイ大学物理学名誉教授で委員長のアラン・ネイサン氏は言う。「私たちが発見した主なことは、抗力が縫い目の高さに依存するということです。まだ知られていない他の要因にも依存しますが、縫い目の高さに依存することは確かです。」

委員会はネイサンに加え、統計学者ジム・アルバート、機械工学者で数学者のペコ・ホソイ、機械工学者のロイド・スミスで構成されていた。チームはワシントン州立大学スポーツ科学研究所で、2013年から2019年シーズンの未使用のメジャーリーグ野球ボール約800個を調査し、抗力係数と縫い目の高さを測定した。データによると、MLB野球ボールの平均縫い目高さ（縫い目がボールの表面からどのくらい突き出ているか）は2015年のオールスターブレイク以降約0.005インチ減少し、ボールの平均抗力係数はその間に約7％減少した。

アリゾナ大学工学部名誉教授のテリー・バヒル氏はこの研究には関わっていないが、電子メールでこの研究結果を支持した。同氏は著書『野球の科学』の中で、縫い目の高さにばらつきがある理由を説明する一節を指摘している。

「MLB の縫い目が低いのは、デザインやルールによって作られたものではありません」とバヒル氏は書いている。「それは、1990 年以来すべての MLB 野球ボールを製造してきたコスタリカの 1 つの工場で使用されている手縫い工程の産物にすぎません。MLB は縫い目の高さに関するルールを公表​​していません。野球ボールに関する MLB のルールは非常に緩いものです。したがって、縫い目の高さはほとんど何でも適用されます。」

しかし、縫い目が野球ボールの構造上、多少後付けの要素であったとしても、打者のバットからボールがどう飛ぶかに大きな影響を与えます。ボールの縫い目は、空気の「境界層」と呼ばれるもの、つまり、ボールの周囲を空気が流れるときにボールの表面に張り付く薄い層に影響します。

境界層が野球ボールの背面から剥がれると、低圧の跡が残り、ボール前面の高圧と相まってボールを減速させる力を生み出します。ネイサンの説明によると、その力の大きさは境界層がボールから剥がれる場所によって異なり、縫い目の高さによって影響されます。

「ボールの前方に近いところで分離するほど、その力は大きくなります。なぜなら、後流の面積が大きくなるからです。そして、それは継ぎ目がどこにあり、継ぎ目がどのくらい高いかによって大きく左右されます」と彼は語った。

縫い目が高いボール（境界層がボールの近くで分離する）ではホームランが減るのは驚くことではありません。なぜなら、NCAA が縫い目が高いボールから縫い目の低いボールに変更したことがまさにそれを示したからです。2015 年以前、NCAA は縫い目の高さが 0.048 インチの野球ボールを使用していましたが、そのシーズン以降は縫い目の高さが 0.031 インチのボールを使用しています。NCAA がボールの変更を透明性を持って公表しているため、ホームランの頻度に対するその大きな影響は容易に想像できます。

MLB の最新の研究がこれまでと異なるのは、このケースでは縫い目の高さがそれほど劇的に縮んでいないことだ。しかし、精密な測定のおかげで、研究者たちは縫い目の高さが 1000 分の 1 インチでも減ると抗力にどのような変化が生じるかを観察することができた。

「これまで、縫い目の高さがずっと低いフラットシームボールを見て、縫い目の高さによる抗力の変化を実際に確認できた人は誰もいませんでした」とネイサン氏は言う。「そして、それが野球ボールの抗力に寄与する要因の 1 つですが、唯一の要因ではありません。」

抗力の変化だけが、ホームラン数の増加の理由ではない。報告書が述べているように、打ち出し条件の変化もこの増加につながっている。具体的には、打者は以前よりも高い打ち出し角度で球を打ち出している。これは、打者が打ち出し角度が高いほどヒットになる可能性が高いことを学んだためである。また、チームは徐々に、ホームランが他の種類のヒットに比べて非常に価値があることを理解するようになり、選手たちは打席で「全か無か」という新しいアプローチを取るようになった。これもまた、最近の三振数の増加を説明できる。

しかし、選手がかつてないほどフライボールを打つようになり、それらのボールの抗力が以前より低下すると、その結果、以前は警告トラックへ飛んでいたこれらのボールがすべて、今では観客席へと飛んでいくことになる。MLBのホームランとフライボールの比率は、これらの要因の組み合わせを反映していると、ザ・リンガーのマイケル・バウマンは書いている。ファングラフスによると、バウマンは、2002年以降、リーグ全体のHR/FB率（投手が許したフライボール1つに対してホームランが打たれる割合）の上位5つが、過去5シーズンに発生したと指摘した。「今年のHR/FB率15.3％は、2017年の過去最高13.7％から10％以上増加しており、2014年のリーグ全体のHR/FB率9.5％よりも60％以上高い。」

しかし、ホームラン革命が目の前で起こっているのを見ても、疑問は残る。なぜ野球ボールは変わったのか？ スポーツデータサイエンティストのメレディス・ウィルスが広めた説によると、野球ボールの需要の高まりに対応するため、ローリングスはボールを自然乾燥させるのではなく、熱を使って乾燥させ始めたという。これにより、靴ひもが伸びるのを防ぎ、縫い目の高さが低くなる。

しかし、ローリングス氏は、プロセスを変更したことを否定している。たとえ変更したとしても、縫い目の高さ以外にも、未知の要因が関係している。2018年にホームラン数が落ち込んだこと（前シーズンより縫い目の高さが明らかに下がったにもかかわらず）や、委員会の分析で、縫い目の高さに明らかな変化がなかったにもかかわらず、2019年のプレーオフのボールの抗力係数がレギュラーシーズンよりも高かったことを考えると、縫い目はホームランパズルの1ピースに過ぎないことは明らかだ。

「この研究から野球ボールの空気力学的特性について多くのことが分かりましたが、まだ分からないこともたくさんあります」とネイサン氏は言う。「これは本当に進行中のプロセスであり、近い将来にその秘密が解明されることを期待しています。」