¿Qué efecto tendría 1,5 veces la gravedad en un ser humano?

Llevar una mochila de 40 kg, como sugiere un comentarista, no es una buena analogía. La mochila no tiene en cuenta las diferencias en la presión arterial, y hay otras diferencias importantes a las que llegaremos en breve. ¡Pero primero consideremos el problema de la presión arterial!

Un gran cuerpo (sin juego de palabras) de conocimiento sobre los efectos del exceso.$g$-fuerzas en el cuerpo humano proviene de la investigación militar que trata de determinar cuáles son los límites para los pilotos de combate (que necesariamente experimentan una gran aceleración cuando realizan giros cerrados).

De https://en.wikipedia.org/wiki/G-LOC :

El entrenamiento de alta G para pilotos de aeronaves o naves espaciales de alto rendimiento a menudo incluye entrenamiento en tierra para G-LOC en centrífugas especiales, con algunos perfiles que exponen a los pilotos a 9$g$durante un período sostenido.

Por supuesto, esto requiere un$g$-traje y mucho entrenamiento además de partir de una base genética que permite un nivel de forma física que no es especialmente representativo de las capacidades del ser humano medio. Además, los pilotos están sentados, no de pie.

Afortunadamente, la fuerza aérea también realizó algunos experimentos con personas no capacitadas para comparar:

Una persona no entrenada que no esté acostumbrada a la maniobra de esfuerzo G puede perder el conocimiento entre 4 y 6 g, especialmente si se tira repentinamente.

Entonces, podemos concluir con seguridad que 1.5$g$definitivamente no es una condición de apagón para el Joe promedio, incluso en una posición de pie. La diferencia entre estar sentado y estar de pie es muy pequeña, porque estar sentado no evita que la sangre corra de las rodillas a los pies. Solo previene el diferencial de presión sobre la longitud de su muslo (que en promedio es aproximadamente 1/4 de la altura de una persona).

En términos de esfuerzo invertido para estar de pie y más alrededor, sí, en 1.5$g$sentirás 1,5 veces tu peso corporal. Sin embargo, esto no es equivalente a llevar una mochila de 40 kg para una persona de 80 kg porque el peso adicional se carga de manera muy óptima: está configurado exactamente como la carga que normalmente lleva, solo un 50% más alta en todas partes de su cuerpo. Mientras que una mochila producirá una gran cantidad de carga no uniforme y será mucho más engorrosa para el mismo aumento efectivo de peso.

El factor limitante en 1.5$g$probablemente será el flujo de oxígeno en la sangre a los músculos de la parte superior de la espalda y el cuello, necesarios para mantener una postura de pie. El flujo sanguíneo reducido, junto con el aumento de la demanda de peso a 1,5$g$probablemente evitaría que los músculos funcionen aeróbicamente. Por lo tanto, en lugar de quemar oxígeno, los músculos tendrían que generar energía a través de la glucólisis como lo hacen durante un entrenamiento intensivo. Esto dará como resultado un funcionamiento normal durante un tiempo, pero eventualmente llegará a un estado de fatiga, probablemente dentro de los 30 minutos más o menos para el Joe promedio, pero probablemente se extienda a unas pocas horas para una persona en buena forma física con entrenamiento en ese entorno.

La solución para nuestro héroe, obviamente, es acostarse cuando está cansado y permitir que los músculos de su espalda y cuello se recuperen en condiciones de flujo sanguíneo normal. Si alguna pérdida de dignidad es aceptable, nuestro héroe también puede recurrir a gatear y minimizar la cantidad de tiempo que pasa de pie (ya que estar de pie causa la mayor parte de la penalización de resistencia en nuestro 1.5$g$ambiente).

Nuestro héroe también debe aprovechar todas las oportunidades para nadar del punto A al punto B, porque estar sumergido es como llevar un traje ideal.$g$-traje: el diferencial de presión es aproximadamente el mismo fuera del cuerpo que dentro y el flujo de sangre será casi normal, por lo que no habrá penalización de resistencia por más$g$s. Sin embargo, si nuestro héroe se cansa mientras nada, él o ella definitivamente no debe intentar flotar en el agua: cuanto más alto$g$El valor amplificará la presión del agua, haciendo que sea mucho más difícil respirar, ya que nuestro claro argumento de la misma presión de inmersión no se aplica al interior de los pulmones que tienen solo la densidad del aire en lugar de aproximadamente la densidad del agua. En su lugar, nuestro héroe debería recostarse y relajarse mientras flota cerca de la superficie del agua.

Los efectos a largo plazo incluirían problemas angiológicos, como un mayor riesgo de embolias y venas varicosas, y un envejecimiento acelerado de la piel. Además, si hay reproducción en estas condiciones, los niños tenderán a ser bastante más bajos, ya que sus músculos tendrían que volverse muy fuertes a una edad temprana, dificultando así el desarrollo longitudinal de los huesos largos.

Algo que se debe tener en cuenta es la presión del aire, que imagino que estaría influenciada por una mayor gravedad (¿cómo funciona eso si dicho aumento gravitacional se limita a un área relativamente menor del planeta?)

Debo señalar que una persona que pesa 1,5 veces o 2 veces o 3 veces el peso normal para su tamaño y es razonablemente activa está experimentando algunos pero no todos los efectos que una persona de peso normal experimentaría en 1,5 g o 2 g o 3 gs, y por periodos prolongados de tiempo.

Una vez leí algo que las pruebas sobre cuánto tiempo los humanos podían soportar una gravedad más alta constante terminaron después de una semana en 1,25 g cuando los sujetos de prueba comenzaron a mostrar signos de deterioro de la salud. Por lo tanto, tu personaje debería poder experimentar minutos u horas a 1,5 g o 2 g o 3 g sin problemas, pero podría suicidarse tratando de vivir en 1,5 g de forma permanente.

Este artículo indica que los sujetos de prueba han experimentado 1,5 g durante una semana.

https://space.stackexchange.com/questions/6154/maximum-survivable-long-term-g-forces 1