Что произойдет с человеческим телом, подвергшимся экстремальному давлению воды?

Прежде всего, я попытался посмотреть, не было ли на это ответа раньше. Нашел это и это , но это не совсем то, что мне нужно.

Некоторый контекст

Есть раса гуманоидных рыболюдей. Они живут в городах, построенных на дне океана на планетах, которые они населяют.

По какой-то сюжетной причине они решили прилететь на Землю. Чтобы оставаться скрытыми, они построили свой форпост в очень глубокой части океанского дна.

Их «город» — это не что иное, как набор куполов с пригодным для дыхания воздухом внутри. Но они не из стекла — это «силовые поля», которые отталкивают воду. Это означает, что если вы находитесь внутри, вы можете буквально выбраться наружу и плыть (поскольку между воздухом и водой нет ничего твердого). Что подводит нас к моему вопросу.

Вопрос

Представьте себе давление, которое было бы намного больше, чем необходимо, чтобы убить человека (я понятия не имею, что это за число, поэтому я просто предположу, что это 1000 метров вниз).

Учитывая такое нелепое давление воды, как такая смерть будет выглядеть для стороннего наблюдателя?

Для этого просто представьте, что вы находитесь внутри купола, и кого-то еще бросает в воду перед вами, подвергая 1000-метровому (или более) давлению воды. Я хочу знать, что происходит с этим парнем.

Он раздавлен? Кровотечения из всех отверстий? Взрывается? Если бы вы также могли сказать мне, насколько плохо это становится с еще большей глубиной, это было бы супер. Если 1000 метров слишком мало, не стесняйтесь увеличивать его настолько, насколько можете, пока это все еще параметры Земли.

Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .
если силовое поле отталкивает воду, что происходит, когда что-то вроде вашей руки, состоящей в основном из воды, касается его или пытается пройти сквозь него? оттолкнет ли он вашу руку обратно внутрь, прежде чем вы сможете коснуться его? или это потянет тебя? оторвать руку? вытянуть воду из тела?
может быть, я был анальным или буквальным. это именно то, о чем я подумал, когда прочитал ваш вопрос.
@Zack Я прокомментирую ваш вопрос в чате, созданном L.Dutch, так как он обратил на это внимание. Я здесь еще новичок, поэтому, если эти комментарии нужно также перенести в чат, я не знаю, как это сделать.

Ответы (8)

Вы бы умерли мгновенно.

Ответ Л. Датча точен, если вы выполняете сдвиг в разумно короткие сроки. Но если вы сделаете это очень быстро , что, как мне кажется, и является вашей целью, история будет немного хуже.

Это правда, что большая часть тела состоит из твердого или жидкого состояния и, следовательно, в основном несжимаема. Только объемы воздуха будут сжаты. Однако, когда вы делаете это быстро, вы сталкиваетесь с забавными проблемами, связанными с тем, как быстро можно сжимать воздух.

1000 м вниз означает, что на вас давление 100 атм. Это 1400 фунтов на квадратный дюйм вашего тела. Для сравнения, вы смотрите на давление, которое женщина оказывает на шпильках, когда ударяется об пол. Все ваше тело будет подвергаться этому давлению и передавать его воздушным объемам.

Но он не может сделать это мгновенно. Это займет время. Пока это происходит, этот градиент давления все еще остается проблемой. Только после того, как это сделано, тело оказывается под достаточным давлением, чтобы уравнять эту силу.

Таким образом, в течение этих первых нескольких мгновений будет буквально так, как будто женщина вонзает каблуки-стилетты в ваше горло во всех направлениях. Ткани будут ускоряться внутрь со скоростью, ограниченной только способностью ускорять воду в пространстве, когда ткань толкается к воздушным карманам. Я действительно считаю, что единственным ограничением скорости здесь является скорость звука в воде, которая довольно высока.

Итак... вы слышали о гидравлическом ударе? Вода действительно не любит, когда ее замедляют. Поэтому, как только воздушные карманы исчезнут, вода продолжит давить на вас.

Помните тот водорез из моих комментариев? Это не пойдет хорошо. Но это будет достаточно быстро, чтобы быть безболезненным.

Водяная «пробка» глубиной 1 см будет двигаться со скоростью 140 м/с (500 км/ч) к тому времени, когда она пройдет 1 см по градиенту 100 атм. Юч.
Несколько цифр, которые можно добавить к этому ответу: Объем легких человека составляет около 6 литров . Заполняя это при давлении 100 атмосфер, высвобождается около 6 килоджоулей энергии. Это примерно столько же, сколько кинетическая энергия винтовочной пули .

Давление будет действовать на жидкости в организме, то есть на газы и жидкости.

жидкости

Что ж, жидкости практически несжимаемы, а это означает, что даже при больших давлениях они не изменятся в объеме заметным образом. Таким образом, кровеносные сосуды, глаза, мозг и т. д. серьезно не пострадают.

Газы

Газы содержатся в основном в легких, кишечнике и желудке. Они сожмутся, чтобы соответствовать внешнему давлению (поэтому, когда кто-то ныряет после определенной глубины, плавучесть отрицательна). Легкие довольно губчатые, поэтому сжатие само по себе не должно быть травмирующим, однако практически сведет на нет площадь обмена, что приведет к удушью.

Газ, содержащийся в кишечнике и желудке, также будет сдавлен, что приведет к расплющиванию живота. Поскольку легкие также сжимаются, я подозреваю, что кишечник будет двигаться вверх, давя на диафрагму. Вероятно, это не так быстро смертельно, как удушение, но я почти уверен, что это действительно больно.

Барабанная перепонка обязательно будет перфорирована из-за высокого перепада давления между внешней средой и внутренним ухом. Само по себе это не смертельно, но опять же болезненно.

Краткое содержание

Подводя итог, бедняга умрет от удушья с двумя перфорированными барабанными перепонками и расплющенным кишечником. Это не особо эффектный способ умереть, но довольно болезненный.

Легкие действительно губчатые, но остальная часть грудной полости менее губчатая. Я ожидал бы, по крайней мере, раздавленных ребер.
Глубоководные киты имеют специальные складывающиеся грудные клетки ( cetus.ucsd.edu/sio133/PDF/Diving%20Physiology.pdf ), чтобы избежать постоянного перелома всех ребер. Это хорошая статья о том, что может пойти не так. Би-би-си тоже сделала статью. bbc.com/earth/story/20150115-extreme-divers-defy-explanation

Было бы почти невозможно вытолкнуть кого-то, не говоря уже о том, чтобы выгнать его. Чтобы «вытолкнуть» 80-килограммового человека против давления в 10 МПа, потребуется около 800 кДж работы и толчок в 50-100 тонн, если вы идете вперед головой/ногими.

Может быть, ваш купол может делать карманы для выброса или у вас есть специальное здание с «шлюзами», чтобы сбросить его и заполнить водой.

Насколько счастлив будет наш счастливый победитель? На каждый квадратный метр приходится 1000 тонн воды, и вода любит обнимать вещи внутри и вокруг себя и отдавать всю эту любовь в равной степени каждому сантиметру поверхности. На площади 1,7-1,9 квадратных метра вы почувствуете 1700-1900 тонн любви.

Такое теплое объятие сожмет все газы, частично нагреет их, а затем выдавит из вас изрядную долю телесных жидкостей, при этом сдавит вашу грудину, расколет череп и многие другие кости, уплотнит ваше тело в более плотный человекоподобный кирпич. .

Шоу уплотнения человека с визуальными эффектами пузырей и облаков телесных жидкостей и звуками треска и щелчка. Почти мгновенная смерть, если быстро затопить камеру.

Скорость течения воды составит 140 метров в секунду. Если хотите, можете использовать его как водоструйный резак. Они не будут мгновенно резать кости, но достаточно, чтобы разрезать и разорвать плоть, как ничто.


Также можно добавить магический обмен. Если вас подменили таким же объемом воды. Вода практически моментально сдавливает вас с такой же силой, как указано выше. Все ваши внутренние полости с воздухом внутри будут сжаты до доли их первоначального объема. В то же время несколько литров воды ворвутся в вас. Вскоре из вас вырвется сжатый воздух и вода вокруг будет окрашена в розовый цвет кровью из разорванных тканей.

Я не думаю, что это точно, вода будет хлынуть в вас, ничего не выйдет
Результат сильно зависит от того, как вы заливаете камеру. Я бы использовал камеру небольшого объема с отверстиями большого диаметра, чтобы затопить ее. На такой глубине вода будет врезаться в вас со скоростью 500 км/ч с одной или нескольких сторон. Но да, вода попадет внутрь.
ОП, кажется, в основном спрашивает, что произойдет, если кто-то волшебным образом телепортируется внутрь. Мы предполагаем, что ударная травма отсутствует.

В качестве отправной точки вот видео яйца при давлении 6000 бар.
Видео
1 бар соответствует 10 метрам, поэтому мы находимся под водой на глубине 60 000 метров.

Так что, если вы посмотрите на яйцо снаружи, в нем нет ничего плохого. Корпус отлично выдерживает нагрузку. Как только яйцо разбивается, все белки застывают, и яйцо «приготовлено», но снаружи оно просто в порядке.

То же самое произошло бы с человеком. В то время как внутри они были бы раздавлены, вода устремлялась во все отверстия, ломая преграды вроде барабанных перепонок и заполняя человека, снаружи они выглядели бы не очень по-другому.

Потеря сознания будет мгновенной, так как мозг перестанет функционировать в тот момент, когда внутричерепное давление достигнет высокой отметки. Вода, скорее всего, будет течь вокруг глаз мимо зрительного нерва, проталкивая их внутрь достаточно долго, чтобы стабилизировать давление.

Тогда, вероятно, обесцвеченный человек просто утонет. Не осталось бы газов, поддерживающих их плавучесть. Химически они были бы разрушены, но физически они не выглядели бы совсем иначе.

Будет ли то же самое для человека, учитывая отсутствие у нас относительно твердых панцирей?
@JMac Дело не в том, что твердая оболочка скрепляет его, а в том, что внутренности яйца (почти) несжимаемы. Корпус подводной лодки намного прочнее, чем у яйца, но его все же можно раздавить, потому что его внутренности состоят в основном из газа.
@MikeH Люди неоднородны и хорошо распределяют стресс, как яйцо. У нас также гораздо больше происходит с жидкостями и объектами в теле, где яйцо — это просто белок и желток. Я не думаю, что демонстрация яйца без травм является хорошим доказательством того, что человек будет выглядеть нормально снаружи под высоким давлением.
Да, яйцо имеет прекрасную форму для борьбы с силой сжатия, но более важным является тот факт, что внутри мало газов, и яичная скорлупа может выпускать их и впускать воду без видимых повреждений. В эксперименте у яйца есть время, чтобы все это сделать. Но это хорошая дополнительная информация.

Как будет выглядеть смерть от сильного давления воды?

Ответ Корта Аммона вполне правильный, как и ответ Андрея. Я добавлю еще немного науки и некоторые идеи визуальных эффектов.

  • Глубина 1000 метров. Давление здесь составляет около 100 атмосфер, ответ Корта Аммона применим как есть.

  • Глубина 10 994 метра. Глубина Марианской впадины .

    столб воды выше оказывает давление 1086 бар (атмосфер) . При этом давлении плотность воды увеличивается на 4,96%

Глазные яблоки с хлопком вдавливались в череп через канал зрительного нерва.

  • Глубина 600 км. Давление = 60 000 бар, плотность воды увеличена на ~ 16%

Это важно, в этот момент перепад давления (59,7 тонны на квадратный сантиметр) и перепад плотности снаружи к внутренней части черепа (соответствующий приливу примерно 200 куб. См) достаточно высок, чтобы волна давления взорвала череп. , и все остальные кости в теле, превратив их почти в песок.

По сути, безликая, едва узнаваемая как человеческая кожа, полная желе, денатурированных белков, жира и измельченных костей, мягко оседала вниз.

Ссылки:

https://en.wikipedia.org/wiki/Мариана_Тренч

http://www1.lsbu.ac.uk/water/ice_vi.html

На самом деле я надеялся, что кто-нибудь упомянет условия Марианской впадины И много крови. Большое спасибо за ваш вклад.
Глазные яблоки, вдавленные в череп через зрительные нервы, — это адский способ сказать: «Это будет не очень весело». Йоух.

Как и все причудливые вопросы, Разрушители мифов сделали это с человеческим аналогом скелета и свиной плотью. Вот картинка до.

введите описание изображения здесь

Жутко, ага. Но по сравнению с тем, что происходит дальше, это ничто. А вот и фото после.

введите описание изображения здесь

Да, это была свиная плоть, запечатавшая сломанную пломбу против градиента давления. Теперь, когда вы это увидели, вы не можете это развидеть. Идите вперед и постройте свой мир, где это, по-видимому, происходит с людьми, бросая их через невидимый барьер.

Я помню, как смотрел этот эпизод, и когда его вскрыли, на черепе было множество трещин. Я не могу вспомнить, действительно ли он развалился. К вашему сведению, около 60% тела попало прямо в шлем, основываясь на том, что они сказали потом. Так что да, это определенно была сила, сокрушающая кости. Возможно, вы захотите проверить и добавить эти детали в ответ.

Вода, мчащаяся с большой скоростью, представляет собой ударную волну, идущую во всех направлениях. Вы были правы насчет воздушных полостей в вашем теле. Они не будут держаться против давления, и структура тела прогнется.

Вот демонстрация: https://www.youtube.com/watch?v=W4DnuQOtA8E

Очень похоже на то, как этот гидравлический пресс раздавливает мармеладных мишек с возможностью сильного взрыва. Если давление будет достаточно велико, даже ваши кости рассыплются в прах, но в любом случае вы будете похожи на негорючий подводный фейерверк.

Если вы хотите быть полным циником, пусть они берут поверхностных существ и целенаправленно раздавливают их давлением и продают билеты, чтобы увидеть это.