¿Podrías sobrevivir a G muy altas si todo tu cuerpo fuera acelerado uniformemente?

¿Podría sobrevivir a g altas si todo su cuerpo fuera acelerado de manera uniforme (no solo por el asiento de un cohete que empuja su espalda)?

Su cuerpo realmente solo se ve afectado por la gravedad si está tocando algo más, como el suelo o el aire.

¿Existen estrategias para mitigar los efectos fisiológicos de una aceleración muy alta?

Interesante pregunta. Tengo mucha curiosidad por ver lo que otros tienen que decir!
esto podría ser más adecuado para physics.stackexchange.com
Claro, pero ¿cómo haces eso sin magia?
Hasta cierto punto (finito), ¿no es esta la idea detrás de sumergir a los astronautas en un líquido respirable? En realidad, no se ha hecho, pero sé que se ha investigado, aunque no tengo ninguna referencia a mano.
@Nathan Hasta cierto punto, sí. El problema es que los huesos, los músculos y los órganos tienen diferentes densidades, por lo que suspender un cuerpo humano en un líquido respirable no funcionará contra aceleraciones no gravitacionales extremadamente altas.

Respuestas (3)

Por supuesto.
(si reemplaza ese molesto "infinito" con "arbitrariamente grande", la física realmente odia las fuerzas infinitas)

¿Quién dijo que tú (y todo lo que te rodea) no está siendo acelerado actualmente a un millón de g' en alguna dirección? Es imposible demostrar que esto es falso.

Como un ejemplo menor: cuando orbitas la Tierra en un LEO de 400 km, estás siendo constantemente acelerado hacia la Tierra con una aceleración de alrededor de 8,682 m/s 2 ( 0,885 g)
. Sin embargo, debido a que esta aceleración es (casi casi *) uniforme aplicado sobre todo su cuerpo y nave espacial, se siente como si estuviera en perfecta gravedad cero.

Si de alguna manera pudieras aplicar una aceleración uniforme a cada partícula en tu cuerpo y en la nave espacial por igual, tú y la nave espacial acelerarían en relación con el cosmos, pero subjetivamente te sentirías como si estuvieras flotando en el espacio sin la suficiente gravedad para mantener tu energía. copos de maíz en su cuenco.

* solo casi casi, porque el campo de gravedad disminuye a medida que te alejas de la Tierra, y cuando miras hacia la Tierra, tu nariz está más cerca que la parte posterior de tu cabeza, por lo tanto, en un campo de gravedad más fuerte. Su cuerpo experimentará una fuerza de 'marea' tratando de separarlo. Sin embargo, en un gradiente de gravedad tan suave como el de la Tierra, este efecto es minúsculo y probablemente no sea observable usando solo los sentidos humanos.

Una consulta, no una crítica. ¿De dónde sacaste 8,682 m/s2 como el valor de la aceleración gravitacional a 400 km sobre la Tierra? Si es una ecuación, me gustaría compararla con la que uso.
@Fred, ese valor se verifica para mí (8.676)
@Fred Probablemente calculando 9.80665 ∗ ( 6371 / ( 6371 + 400 ) ) 2 . Usando ( GRAMO METRO ) / ( 6371 kilómetros + 400 kilómetros ) 2 dónde GRAMO METRO = 398600.4418 kilómetros 3 / s 2 produce un valor ligeramente diferente de 8.694 metro / s 2 .
@Fred David tiene la idea, pero me salté las matemáticas y pregunté en Internet. "calculadora de gravedad en altitud de google"
Haría el cálculo como David, usando el parámetro gravitacional estándar, pero me inclinaría a usar el radio ecuatorial de 6378 km, en lugar del radio medio. Por supuesto, la diferencia es de solo unos pocos mm/s².
A todos los que respondieron a mi consulta, gracias. Hace muchos años encontré una ecuación que calculaba la gravedad para una latitud y elevación específicas sobre el nivel del mar. Fue hace tanto tiempo que ni siquiera sé de qué sitio web obtuve la ecuación. Dio un valor de 8,5 algo. Simplemente me hace cuestionar la aplicabilidad de la ecuación que he estado usando durante más de una década.
Hmmm, increíble idea! Tal vez, se puede lograr por un gran campo electromagnético.
@Fred Probablemente haya encontrado la fórmula para la anomalía del aire libre, que dice restar 0.3086 mGal por cada metro de altitud sobre el nivel del mar (o 0.3086 cm / s ^ 2 por cada kilómetro sobre el nivel del mar). Esto arroja un valor de 8,57 m/s^2 para una altitud de 400 km. Sin embargo, esta fórmula es solo aproximadamente correcta y no es muy buena para altitudes superiores a unas pocas decenas de kilómetros.
@DavidHammen: acabo de verificar la fórmula que he estado usando después de leer su comentario y tiene razón, resta 0.3086 mGal por cada metro de altitud sobre el nivel del mar. Gracias de nuevo.
@Fred Esa linealización es mucho mejor que asumir que la aceleración gravitacional permanece constante, independientemente de la altitud, pero implica que la aceleración gravitatoria hacia la Tierra se vuelve negativa a altitudes superiores a 3177,8 km. Eso por supuesto no tiene sentido.

Para responder a su pregunta, Einstein dice "sí". Todos los marcos de referencia que aceleran uniformemente son iguales.

Una especie de tema relacionado que se usa en las gráficas de SF son los tanques de flotación que se usan para proteger a la tripulación de la aceleración y las fuerzas de las mareas durante maniobras extremas. Inserción orbital alrededor de una especie de estrella de neutrones binaria.

Esta estrategia de flotación se utiliza en el traje G de Libelle, que mantiene a los pilotos funcionando a más de 10G.

Esto funciona hasta cierto punto. Tal vez 20G. El problema se debe a las diferentes densidades de los tejidos.

Si todos los tejidos tuvieran la misma densidad que el fluido de flotación, funcionaría muy bien. El primer paso es llenar los pulmones de líquido respirable. como los perfluorocarbonos. Pero tienen una densidad de aproximadamente 2,0, por lo que no sirven de mucho. Si se le ocurriera un líquido respiratorio sustituto con una pizca de solución salina normal, ¿cuál sería el próximo tejido limitante?

Los tejidos que contienen calcio, como los huesos, tienen una densidad más alta que la solución salina. Bone sg alcanza un máximo de aproximadamente 2.0. Esto generará fuerzas de aceleración diferenciales entre los tejidos de densidad de agua y los huesos. Pero los huesos son fuertes y están bien unidos, así que ¿a quién le importa? Tus huesecillos (huesos del oído medio) cuidan. Son muy pequeños y están rodeados de aire, no de solución salina... a menos que hayas hecho un lavado muy completo de perfluorocarbono en tus trompas de Eustaquio. Algo así como el submarino.

Otro órgano que se preocupará por la aceleración son los órganos otolitos (para la detección de aceleración lineal y rotacional) en su oído interno. Hay una gota microscópica de gel que contiene fragmentos de carbonato de calcio para aumentar el sg del gel. La aceleración hace que esta gota de gel se mueva en relación con la solución salina en la que flota y este movimiento es recogido por pelos microscópicos también incrustados en el gel. La aceleración violenta puede dañar este órgano delicado, produciendo mareos violentos y prolongados.

¿Dices que no te importa tu saldo y buscas más G's? Los tejidos dentro de su cráneo (sangre, materia gris, líquido cefalorraquídeo) tienen un sg ligeramente diferente. La aceleración violenta puede causar un movimiento relativo, especialmente un movimiento de corte. Esto es particularmente malo para estructuras largas y delicadas como los axones nerviosos. La aceleración también puede causar lesiones contra el cupé por cavitación https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0041139

Entonces, ¿cuál es la fuerza G máxima que un ser humano puede soportar si está protegido por inmersión y respiración líquida? No sé. Pero los experimentos con chimpancés realizados en la década de 1970 reemplazaron la mitad trasera de sus sculls con una cúpula de plexiglás para obtener cines de formación de cavitación de alta velocidad durante las lesiones experimentales contra-coupé. Recuerdo que estaban usando aceleraciones de unos 300G.

Esto no es imposible. La gravedad acelera de esta manera.

Esta es solo una condición de caída libre y, sí, por sí sola debería estar bien.

El campo de gravedad debe ser casi uniforme, como cuando se cae en un gran agujero negro desde una gran distancia. El campo de gravedad se vuelve más fuerte cuando se acerca a un agujero negro, y cuando está lo suficientemente cerca, la diferencia de las fuerzas de gravedad entre la parte delantera y trasera de la nave espacial que se aproxima es suficiente para romperlo.

Siempre que el campo de gravedad no cambie mucho en el espacio, puede cambiar a cualquier velocidad en el tiempo.

Creo que WARP lo hace.
La caída libre no es segura si la fuerza del campo gravitatorio cambia rápidamente a medida que te acercas a la fuente de gravedad, por ejemplo, cerca de una estrella de neutrones o un pequeño agujero negro. Consulte physics.stackexchange.com/a/631427/123208
El campo de gravedad debe ser uniforme.
Un campo de gravedad uniforme no produciría aceleración. Es el gradiente de campo el que define la dirección de la aceleración. Pero estoy fuera de mi alcance aquí....
@Bruce Un campo de gravedad uniforme produce aceleración. Tal campo no es físicamente realizable, pero en la teoría (newtoniana), un disco homogéneo de radio infinito produce un campo gravitatorio uniforme.
¿Podrías sobrevivir a G muy altas si todo tu cuerpo fuera acelerado uniformemente?
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