Как гравитация влияет на человека


Вернувшись на Землю с Международной космической станции, канадский астронавт Крис Хэдфилд заметил, как важно принимать правильные решения в среде высокого давления.

«Чаще всего у вас есть только одна попытка сделать критически важные вещи. И следствием может быть жизнь или смерть», — сказал он.

Читайте такжеОбжитый Марс и колонизация других миров: известный физик дал прогноз для технологий человечества

Человечество готовится к новой космической эре. Пилотируемые миссии на Марс теперь уже не кажутся такими далекими мечтами. А коммерческие компании могут дать шанс посетить другие планеты даже непрофессиональным астронавтам. Поэтому понимание того, как гравитация влияет на то, как люди принимают решения, никогда еще не было таким важным. Об этом на страницах Newsweek психолог из Королевского университета Холлоуэй в Лондоне Раффаелла Ферре.

Все живые организмы на Земле эволюционировали под постоянным воздействием гравитационного поля. Земное притяжение присутствует везде как фон видимого для нас мира. Мы не можем его увидеть, унюхать или прикоснуться к нему. Вместе с тем, оно играет фундаментальную роль в поведении и когнитивных способностях людей.


Центральная нервная система не имеет «специальных» датчиков для гравитации. Вместо этого невидимая физическая сила оценивается через интеграцию нескольких сенсорных сигналов в рамках процесса под названием «гравицепция». Он объединяет сигналы от глаз, вестибулярного аппарата и информации от суставов и мышц. Сложные органы в среднем ухе особенно важны в этом процессе. Под действием земного притяжения, когда наша голова размещена вертикально, небольшие камешки – вестибулярные отолиты – идеально сбалансированы в вязкой жидкости. Когда мы двигаем головой, глядя, например, вверх, гравитация заставляет жидкость двигаться. И это провоцирует сигналы, которые информируют мозг, что наша голова уже не в вертикальном положении.

Читайте такжеВокруг черной дыры в центре Млечного пути можно безопасно двигаться

Длительное пребывание в невесомости во время космических миссий приводит к ряду структурных и функциональных изменений в человеческом теле. В то время, как влияние нулевой гравитации на физические функции исследовалось и ранее, влияние на процесс принятия решений до сих пор остается невыясненным. Учитывая технические ограничения и прогнозируемую задержку в системах связи между Землей и Марсом, очень важно точно знать, как решительность людей изменится в условиях неземной гравитации.


В целом, человеческое поведение – это постоянный компромисс между использованием привычных, но не всегда оптимальных выборов и открытием новых и потенциально выгодных альтернатив. К примеру, в ресторане вы можете выбрать любимый шоколадный торт, а можете попробовать что-то новое, чего не пробовали раньше и получить новые впечатления.

Читайте такжеУченые предложили построить космическую станцию внутри астероида

Автор пишет, что вместе с коллегами пыталась выяснить, как гравитация влияет на человеческий выбор между рутинным сценарием и новым поведением. Во время эксперимента добровольцев просили называть ряд чисел в максимально случайном порядке. Каждый раз когда звучал специальный звук, им нужно было назвать произвольное число от 1 до 9. Важно то, что времени на размышления не было. Таким образом, мозг был вынужден отбросить рутинные реакции и генерировать новые ответы, что можно расценивать как адаптационное поведение.

Но как этот процесс изменяется под действием гравитации? Ученые решили проверить, как отолиты испытывают силу притяжения, изменив положение тела участников эксперимента. Собственно, их попросили лечь. Результат показал, что лежа людям было трудно называть случайные цифры. А это, в свою очередь, указывает на то, что люди менее склонны генерировать новое поведение, когда гравитация действует на них необычным образом или не действует вообще.

Источник: www.unian.net

Что такое гравитация?


Как гравитация влияет на человека
Проще говоря, гравитация — это сила, которая притягивает два тела друг к другу. Все, что имеет материю, то есть все, к чему можно прикоснуться, имеет гравитационное притяжение. Это включает в себя яблоки, людей и Землю. Несмотря на термин невесомость, невозможно избежать гравитационных сил. Космонавты все еще подвержены воздействию гравитации, но они движутся так быстро, что не приближаются к центру планеты и находятся в постоянном состоянии свободного падения.

Гравитация, масса и расстояние

Как гравитация влияет на человека
Степень гравитации любого объекта пропорциональна массе объекта. Объекты с большей массой имеют большую гравитацию. Поскольку Земля является самым крупным и ближайшим объектом вокруг, все притягивается к ее гравитационному притяжению, а это означает, что яблоки падают на землю, а не притягиваются к голове человека.

Расстояние также влияет на гравитацию. Если объект находится далеко, то гравитационное притяжение слабее. Например, в космосе есть точка, где притяжение Марса становится сильнее притяжения Земли.

Фундаментальные силы во Вселенной


Как гравитация влияет на человека
По мнению физиков, четыре фундаментальные силы Вселенной — это гравитация, электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия. Силы изменяют движение объекта, и эти четыре фундаментальные силы определяют, как все во Вселенной взаимодействует. Гравитация — самая слабая сила, но она наиболее легко видима и оказывает наибольшее влияние на крупномасштабном уровне. Это не только причина, по которой люди могут ходить по Земле, но и удерживает планеты, вращающиеся по орбите вокруг Солнца, и Солнце на своем месте в галактике.

Древняя история гравитационной теории

Как гравитация влияет на человека
Древние греки верили, что сила, притягивающая предметы к Земле, была внутренней тяжестью, а не внешней силой. Тяжелые люди естественным образом притягиваются к Земле, в то время как легкие языки пламени прыгают к небу. Напротив, индийские ученые, в частности Арьябхата, говорили, что некая сила удерживает объекты на Земле, хотя его теория помещает Землю в центр вселенной. В 600-х годах н. э. математик Брахмагупта был первым, кто описал гравитацию как силу притяжения.

Гравитационная теория эпохи Возрождения


Как гравитация влияет на человека
Говорят, что Галилей бросал предметы со стороны падающей Пизанской башни, чтобы наблюдать, что происходит, когда они падают. Независимо от того, была ли задействована башня или нет, Галилей обнаружил, что все объекты имеют тенденцию ускоряться с одинаковой скоростью при падении. Другие ученые основывались на своей работе, а Гримальди и Риччоли вычислили гравитационную постоянную. Другие работы по гравитации сосредоточены вокруг астрономии и Иоганна Кеплера, построенного на этих теориях для расчета орбит известных планет.

Закон всемирного тяготения

Как гравитация влияет на человека
Другая легенда о гравитации гласит, что Исаак Ньютон был поражен падающим яблоком и понял, что должна быть сила, заставляющая вещи падать на землю. Он написал уравнение, в котором описывается сила гравитации, показывающее, что чем массивнее объекты, тем больше сила притяжения между ними. Оно также показало, что чем дальше они находятся, тем слабее тяга. Некоторые планеты двигались так, что не могли объяснить это уравнение, но по большей части оно существовало веками.

Эйнштейн и общая теория относительности


Как гравитация влияет на человека

Теория общей относительности Эйнштейна изменила взгляд физиков на гравитацию. Считается, что воздействие гравитации вызвано не силой, а кривой в пространстве-времени, которая возникает вокруг крупных объектов, а скорее похожа на шар для боулинга, сидящий на батуте. Эта теория объяснила странную орбиту Меркурия и установила ньютоновскую гравитацию на его голову, поскольку гравитация больше не была силой, а следствием геометрии.

Что делает гравитация?

Как гравитация влияет на человека

Гравитация оказывает несколько воздействий на реальный мир. Помимо того, что гравитация не только удерживает предметы на земле, но и придает им вес. Объекты меньше весят на планетах с меньшей гравитационной тягой. Гравитация Луны — это сила, которая создает океанские приливы. Гравитация также удерживает Землю на комфортном расстоянии от Солнца и удерживает атмосферу на месте, давая всем живым существам воздух, пригодный для дыхания, и защищая их от солнечного излучения.

Гравитация и сотворение Вселенной.

Как гравитация влияет на человека


Гравитация также является существенным элементом в создании Вселенной. Газы, существующие во Вселенной, притягиваются друг к другу под действием гравитации и объединяются в крупные объекты, в том числе звезды и планеты. Некоторые исследователи считают, что именно гравитация стабилизировала частицы после Большого взрыва, остановив коллапс Вселенной. Гравитация притягивает солнечные системы друг к другу, образуя галактики, и как таковая является основополагающим элементом в создании Вселенной.

Гравитация и научные исследования

Как гравитация влияет на человека

Научные исследования в области гравитации будут продолжаться и в будущем. Теория относительности объясняет некоторые аномалии в ньютоновской гравитации; во Вселенной все еще есть тайны, которые ученые не могут объяснить. Гравитация не вписывается в теорию квантовых полей, и ученые до сих пор исследуют, как она соединяется с другими фундаментальными силами. Исследования гравитации также имеют более практическое применение. Космические аппараты НАСА отслеживают изменения гравитации Земли, что помогает ученым отслеживать изменения уровня моря и земной коры.

Источник: new-science.ru

Человеческие ограничения


Чтобы вычислить самую большую гравитационную силу, при которой мог бы нормально функционировать человеческий организм, Никола Поляк из Загребского университета совместно со своими коллегам сначала вычислили прочность человеческой кости на сжатие. Основываясь на средних данных о костях млекопитающих, они подсчитали, что скелет человека может выдержать гравитационную силу более чем в 90 раз большую земной гравитации. Но это справедливо, когда человек стоит на месте. Как только человек начинает двигаться, нагрузка на кости (когда они согнуты и изгибаются) увеличивается в десять раз. Это означает, что мы могли бы бегать на планете с гравитационным полем примерно в десять раз большими, чем у Земли, прежде чем наши кости начнут разрушаться.

Но скелетная прочность бессмысленна, если ваши мышцы недостаточно сильны для того, чтобы вы могли встать или ходить. Поляк подсчитал, что при пятикратной гравитации Земли даже спортсмен высокого уровня не сможет встать из сидячего положения.

Для определения максимальной силы тяжести, при которой человек мог бы сделать шаг, команда намерена обратиться к Хафтору Юлию Бьёрнссону, очень сильному человеку, когда-то прошедшему пять шагов с 640 килограммовым бревном на спине, побив 1000-летний рекорд .

Поляк говорит, что подвиг Бьёрнссона — хороший пример, потому что нагрузка на ноги и основные мышцы в сильном гравитационном поле очень похожа на перенос большого веса на плечах.

Основываясь на весе Бьёрнссона ученые считают, что силач все равно сможет сделать несколько шагов на экзопланете с гравитационным полем примерно в 4,6 раза больше нашего

Не держите нас


Поляк и его коллеги считают, что жизнь на экзопланете с силой тяжести в интервале от 3 до 4 больше земной была бы впролне реалистична для среднего человека. Хотя при этом и нужно было бы пройти серьезные тренировки чтобы укрепить мышцы.

Поляк надеется, что эта работа поможет сузить поиски экзопланет, пригодных для обитания. «Теперь мы знаем, что нет смысла надеяться на заселение планет с высокими g-значениями», — говорит он.

Многие из скалистых экзопланет, которые мы нашли, намного больше, чем наша собственная планета. Астрономы называют их суперземлями. Трудно сказать, какова гравитация в другом мире, не отправившись туда, так как плотность миров может варьироваться. Даже немного большая, чем Земля, планета может иметь гораздо большую гравитацию.

В настоящее время существует 3605 подтвержденных экзопланет, 594 из которых имеют известные радиусы и массы, необходимые для определения гравитации на их поверхности. По расчетам Поляка, 422 из них имеют гравитационное поле, равное или меньшее чем в 3,5 раза гравитационному полю Земли.

Что касается «силача» Бьёрнссона, то есть еще около 35 экзопланет, на которых он мог бы сделать несколько шагов.

Источник: alivespace.ru


Как гравитация влияет на человека

Стать космонавтом – популярная детская мечта. Кажется, что путешествия в космос – это что-то невероятное и фантастическое. Так и есть, но работа космонавта связана с большим количеством сложностей и опасностей, которые неведомы обычному человеку. Одно лишь отсутствие гравитации оказывает сильнейшее влияние на организм.

Как меняется организм в состоянии невесомости?
.
Одним из наиболее интересных является изменение роста человека. В условиях гравитации мышцы обеспечивают прилегание позвонков друг к другу, благодаря чему поддерживаются правильные изгибы позвоночника. В невесомости мышцы постепенно ослабевают и атрофируются. В результате рост может увеличиваться на несколько сантиметров.
.

Любые изменения в теле очень важны для космонавтов. Например, посадочная капсула содержит ложемент – специальное приспособление, которое изготавливается для каждого индивидуально. Ложемент должен полностью соответствовать параметрам космонавта, иначе под угрозой оказывается его безопасность во время посадки на Землю.
.

Чтобы избежать подобных проблем, космонавты носят специальные костюмы – «Пингвины». Главная задача такого костюма – создавать нагрузку на опорно-двигательный аппарат, снижать эффект невесомости.
.
Как гравитация влияет на человека
Костюм космонавта “Пингвин”
.

Нельзя забывать о том, что сердце тоже является мышцей, а, значит, аналогичным образом невесомость воздействует и на него. Давно доказано, что сердце при отсутствии гравитации становится слабее и теряет объем. Но исследования НАСА показали еще одно изменение – округление формы сердца.

.

В данном исследовании приняли участие 12 космонавтов, трудившихся на МКС. Оказалось, что сердце человека становится на 9,4% круглее. Когда космонавт возвращается в привычные условия, мышца постепенно обретает нормальную форму. Чтобы проще было понять влияние на сердце, можно представить, что одна неделя в невесомости – это то же самое, что и 1,5 месяца постоянного постельного режима.
.
Интересный факт: многие обыденные вещи в космосе становятся невозможными. Например, космонавт не способен заплакать и избавиться таким образом от стресса, негативных эмоций и т.д. При гравитации слезы скатываются вниз, но если ее нет, то соленые капли остаются внутри глаза или постепенно накапливаются под ним, мешают зрению и вызывают неприятное чувство жжения. Космонавты избавляются от влаги с помощью специальных приспособлений.
.
В космосе также активизируется процесс старения. Даже, невзирая на негативные процессы в опорно-двигательном аппарате, в невесомости происходят изменения с эндотелиальными клетками. Они располагаются внутри всех сосудов, что вызывает влияние на сердечнососудистую систему. Ученые настаивают на том, что именно благодаря гравитации произошла эволюция человека, а при ее отсутствии ткани организма очень быстро стареют.
.
Поддаются пагубному влиянию невесомости и кости. Происходит это по нескольким причинам, таким как недостаток костного материала, нарушение обмена фосфора, снижение количества кальция. Организм понимает, что поддерживать тело нет необходимости, и все эти процессы приостанавливаются. В результате за 30 дней нахождения в космосе человек может потерять 1-2% костной массы. Разрушение костей даже имеет отдельный термин – космическая остеопатия.
.

По возвращению на Землю космонавт постепенно восстанавливает объем костной массы. При этом важно, чтобы пребывание в космосе не слишком затянулось, поскольку восстановление окажется невозможным при критических показателях (при потере 50% костной массы, например).
.

Для космонавтов жизненно необходимо выполнять различные тренировки в процессе космического полета. Для этого используются специальные тренажеры, которые обеспечивают притяжение тела и нагрузку на организм. К ним принадлежат беговые дорожки, тренажеры для силовых тренировок, имитаторы велосипеда и др. Также космонавты проходят тщательную подготовку к полету в специализированных центрах.
.
Исследования воздействия космоса на организм

.
Также ученые путем экспериментов и исследований выяснили, что пребывание в невесомости сказывается на иммунной системе организма. Другими словами, человек сильнее подвержен различным заболеваниям, поскольку ухудшается его иммунитет. Если говорить простым языком, то суть работы иммунной системы – отыскать в организме чужеродный микроорганизм и атаковать его.
.

Исследования проводила группа ученых NASA с привлечением 23 космонавтов (мужчин и женщин) в возрасте около 53 лет. Космонавты находились в условиях невесомости разное количество времени. Необходимые анализы им сделали до вылета, некоторые участники эксперимента брали у себя кровь, находясь на станции. Затем обследования проводились по прибытию космонавтов на Землю сразу и спустя определенные промежутки времени.

.

Таким образом, удалось сравнить результаты и выяснить, что иммунитет космонавтов, которые работали на МКС полгода, значительно ухудшился по сравнению с остальными участниками исследований. В частности, существенно снизилась способность иммунной системы распознавать угрозу и устранять ее. По возвращению космонавтов на Землю работа иммунитета начала медленно восстанавливаться. Точная причина таких изменений не установлена, поскольку это может быть стресс, нарушение работы биологических часов, нахождение в невесомости.
.
Еще одно исследование проводилось по влиянию невесомости на кожу организма. Космонавты часто жаловались на возникновение зуда кожи и сухости. Для эксперимента на орбиту отправили мышей сроком на три месяца. Обследование вернувшихся из космоса грызунов показали, что кожный покров истончился на 15%, а также изменился рост шерсти. Причем изменения происходили на уровне генов.

.
Интересный факт: при помощи мышей установлено и влияние невесомости на зрение. Их отправляли в космическое пространство на месяц, после чего проанализировали состояние глаз. Ученые выяснили, что зрение ухудшается из-за нарушенной деятельности кровеносных сосудов. Для организма всех живых существ естественно то, что кровь под действие гравитации устремляется к ногам. В невесомости она оказывает давление на мозг, что и наносит вред работе сосудов.
.
Как гравитация влияет на человека

В невесомости кровь оказывает давление на мозг
.

Источник

Источник: vladimirtan.livejournal.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.