بدن انسان تا چه حدی می‌تواند نیروی گرانش را تحمل کند؟
در سال‌های اخیر هزاران سیاره‌ی فراخورشیدی ریز و درشت در گوشه و کنار کهکشان‌مان کشف شده‌اند. در این میان دانشمندان با سیاراتی مواجه شدند که نمونه‌ی آن‌ها در منظومه‌ی شمسی وجود ندارد؛ از سیارات ابر زمین تا غول‌های گازی داغ که هر کدام ویژگی‌های منحصر به فردی دارند.
حوزه‌ی سیارات فراخورشیدی از داغ‌ترین مباحث امروز اخترشناسی است. پژوهش‌های فراوانی در زمینه‌ی کشف و مطالعه‌ی ویژگی‌های سیارات فراخورشیدی انجام می‌شود. از سوی دیگر گروهی از دانشمندان به بررسی شرایط سیارات فراخورشیدی مختلف برای میزبانی از حیات فرازمینی و حتی انسان می‌پردازند. در این میان سیارات ابر زمین نیز با توجه به ویژگی‌های خاصی که دارند مورد توجه دانشمندان هستند. سیاراتی که جرم بیشتر و اندازه‌ی بزرگ‌تری از زمین دارند اما سطح برخی از آن‌ها سنگی است.
حضور انسان در سطح یک سیاره‌ی فراخورشیدی چالش‌های فراوانی دارد که یکی از آن‌ها نیروی گرانش است. بدن انسان با شرایط گرانش زمین تکامل یافته و افزایش یا کاهش نیروی گرانش می‌تواند تاثیراتی جدی و قابل توجه در زیست انسان بگذارد. گرانش شدید می‌تواند باعث کشیده شدن خون به سمت پاها و شکستگی استخوانها شود و مشکلاتی جدی برای سلامتی انسان ایجاد کند.
طبق نتایج پژوهش گروهی از فیزیک‌دانان بدن انسان تحمل گرانش بیش از چهار و نیم برابر گرانش زمین را ندارد.
مقایسه‌ای از اندازه‌ی انواع مختلف سیارات فراخورشیدی. سیارات ابر زمین پس از غول‌های گازی از نظر تعداد رتبه‌ی دوم را در اختیار دارند.
محدودیت‌های بدن انسان
اولین مرحله‌ی پژوهش این گروه از دانشمندان محاسبه‌ی حداکثر نیروی گرانشی بود که اسکلت انسان توان تحمل آن را دارد. به طور میانگین اسکلت انسان می‌تواند نیروی گرانشی معادل ۹۰ برابر آن چه که در زمین تجربه می‌کنیم را تحمل کند. اما این مقدار تنها زمانی صادق است که به صورت ایستاده و ثابت قرار گرفته باشیم. در زمان حرکت کردن فشار روی استخوانها حدود ده برابر می‌شود و در چنین شرایطی استخوانها تنها می‌توانند نیروی گرانشی در حدود ده برابر گرانش زمین را تحمل کنند. در حالی که در چنین شرایطی هم فشار بسیار زیادی روی استخوانها و ماهیچه‌ها وارد می‌شود. و نکته‌ی دیگر آن که فشار روی استخوانها تنها بخشی از چالش‌های پیش روی انسان در گرانش شدید است.
این گروه از دانشمندان برای انجام پژوهش‌های خود آزمایش‌های مختلفی را انجام دادند. آن‌ها برای شبیه‌سازیِ محیطی با گرانش شدید بار سنگینی را بر پشت و شانه‌های افراد قدرتمند و با توانایی بدنی بالا قرار دادند. چرا که فشار روی پاها و ماهیچه‌ها در این دو حالت (حمل بار و گرانش شدید) تقریبا یکسان است. نتایج این آزمایش‌ها نشان می‌داد که افرادی که توانایی بدنی بالایی دارند می‌توانند در سیاره‌ای با گرانش ۴/۶ برابر گرانش زمین تنها چند قدم بردارند.
اما با وجود این که به نظر بدن انسان می‌تواند گرانشی معادل حدود ۴/۵ برابر گرانش زمین را تحمل کند، بر اساس نظر این گروه از دانشمندان بهتر است به سراغ سیاراتی برویم که گرانش آن‌ها حداکثر سه تا چهار برابر گرانش سیاره‌ی زمین باشد.
البته تعیین نیروی گرانش در سطح سیارات فراخورشیدی کار آسانی نیست و این مورد مهم را در مورد بسیاری از سیارات فراخورشیدی نمی‌دانیم. با این حال با نتایج به دست آمده در این پژوهش تا حدودی به بخشی از سوالات در این زمینه پاسخ داده شده است.
عکس کاور: تصویری از سیاره‌ی ابر زمین Kepler 62f که حدود چهل درصد از زمین بزرگ‌تر است.
Credit: NASA/Ames/JPL-Caltech
منبع: Astronomy
