Какие последствия для человека может иметь перемещение между областями с разной гравитацией?

По сути, это настройка, в которой возможна искусственная гравитация, и она может быть ограничена определенными областями с различными настройками. Возможно, есть пять человеческих колоний на планетах с околоземной гравитацией (т.е. достаточно близкой к 1g, чтобы не было большой разницы), но есть также человеческие колонии на мирах с меньшим/большим гравитационным притяжением. В этих мирах используется искусственная корректировка гравитации, чтобы удерживать районы проживания людей ближе к 1 г, чем на остальной части планеты, но люди все еще могут путешествовать за пределы этих районов и в зоны, где действует местная гравитация, поэтому люди в некоторой степени привыкли. к перемещению между различными областями гравитации.

Существует два типа генераторов искусственной гравитации. Один используется для очень больших площадей, таких как город, обнесенный стеной или куполом. Другие используются для небольших внутренних помещений, таких как интерьер здания или космический корабль. Больший из них имеет рассеивающую силу - чем ближе вы к генератору, тем лучше его эффект (по сути, если вы генерируете 1 г на планете с меньшей гравитацией, чем на Земле, вы должны быть ближе к генератору). центральный радиус генератора, чтобы на самом деле чувствовать 1 г, причем он постепенно уменьшается по мере удаления). Меньший из них гораздо более равномерно распределен по распределению силы тяжести, с очень небольшим рассеиванием эффекта по краям.

Итак, мой вопрос: каковы будут последствия быстрого перемещения из одной области гравитации в другую? Скажем, человек находится в здании с 1 г, но выбегает в зону с 0,7 г? Или 1,3г? Я не говорю об огромных приращениях. Максимальное отклонение от земной нормы на тяжелом конце будет 1,5 г, а на нижнем может быть 0,4 г или 0,3 г. Я также не против идеи того, что циферблат может испортиться и случайно превратить всю область в 0g.

По сути, я пишу сцену погони. Персонажи будут перемещаться между областями с разной гравитацией. Мне нужно знать, будет ли при этом рвота, спотыкание, случайный перелом костей, подпрыгивание, обмороки, сердечные приступы, растяжение мышц, ничего или все вышеперечисленное.

Ответы (3)

Немедленные эффекты:

Если вы не готовы, изменение гравитации может привести к падению, как если бы вы не смотрели, куда идете, и случайно наступили на эскалатор или другой движущийся участок земли. Тяжелый -> легкий может привести к тому, что вы случайно слишком сильно продвинетесь вперед; легкая -> тяжелая может привести к тому, что ваши ноги подведут вас, потому что ваши мышцы не готовы к внезапному увеличению нагрузки.

Основываясь на предположении, что прохождение американских горок не вызывает немедленных проблем со здоровьем из-за изменения силы тяжести (если только у вас слабое сердце и т. д.), я предполагаю, что изменение силы тяжести в пределах шага также не вызовет никаких проблем со здоровьем. Небольшие изменения силы тяжести (около 0,1 г) также можно сравнить с запуском / остановкой лифта. Таким образом, вы, вероятно, можете ожидать ощущения опускания / подъема при пересечении границы.

Краткосрочные проблемы:

Пока ваше тело и мозг не приспособятся к новой гравитации, вы будете неправильно оценивать, какая сила требуется для бега/прыжка/броска/подъема, если вы не сосредоточитесь на этих действиях.

Сравнение с нормальной гравитацией: когда вы поднимаете галлонную бутылку, ваш разум и ваши мышцы ожидают, что она будет иметь определенный вес. Однако, когда бутылка пуста, хотя вы ожидали, что она будет полной, вы можете случайно ударить ее о полку над ней, прежде чем ваши мышцы компенсируют неожиданно легкий вес. С другой стороны, вы не сможете сначала поднять его, когда ожидали, что он будет пустым, но в конце концов он оказывается полным.

Конечно, ваше тело быстро компенсирует неожиданный вес. Но в ситуации погони, когда все зависит от изменений в доли секунды, я ожидаю, что вы будете делать много промахов, недолетов и т. д. Тело много работает с мышечной памятью, и пока мышечная память не получит памятку «нужна другая сила», у вас будут проблемы, если вы не сконцентрируетесь.

Я не эксперт в области биологии, но я бы сказал, что требуется не менее 4-5 повторений, чтобы привести мышечную память в соответствие с новым стандартом. Итак, после 4-5 шагов у вас должна получиться ходьба/бег в новой гравитации. Но когда вы вдруг решите бросить прыжок от стены, вам, вероятно, придется на лету много корректировать и приземляться в неожиданных положениях. После 4-5 прыжков от стены вы, вероятно, тоже справитесь. Но тогда вы можете решить заняться какой-нибудь другой акробатикой. Период адаптации ускорится, так как вы постоянно набираете опыт (2-3 попытки вместо 4-5). Но потребуется время и практика, чтобы полностью привыкнуть к новой гравитации в этом отношении (я ожидаю от 30 минут до нескольких часов).

Долгосрочные проблемы:

Поскольку вы пишете сцену погони, долгосрочные проблемы довольно спорны. Средне-долгосрочные: точно так же, как некоторые люди не могут приспособиться к жизни на большой высоте, могут быть люди, которые не могут приспособиться к жизни в другой гравитации. Действительно в долгосрочной перспективе: я думаю вырасти в среде с низкой перегрузкой, а затем перейти в среду с высокой перегрузкой. Гравитация влияет на такие вещи, как плотность костей и мышечный тонус (не только тренируемых мышц, таких как бицепсы, но и кишечные мышцы и т. д.), поэтому я ожидаю, что таким образом возникнет много потенциальных проблем. (Только представьте, сколько проблем у астронавтов, возвращающихся на Землю после пребывания на МКС, и это несмотря на то, что они находятся там меньше года и имеют специальный график тренировок, чтобы не потерять свои земные G-мышцы).

Множественные изменения гравитации в коротких выпусках:

Возвращаясь к примеру с американскими горками как быстрое изменение гравитации, я полагаю, что вы можете получить головную боль или расстройство желудка из-за нескольких быстрых изменений. Если у вас есть какие-либо ранее существовавшие заболевания, они могут усугубиться.

Кроме того, чем дольше длится погоня, тем больше вероятность того, что один из персонажей потеряет концентрацию и неправильно оценит что-то в той или иной степени фатальным или, по крайней мере, завершающим погоню способом. Чем быстрее вы меняете гравитацию, тем меньше пользы вы можете получить от настройки мышечной памяти и тем больше вам нужно концентрироваться на каждом шаге или движении.

Я думаю, что это можно тренировать, чтобы вы знали, на что обращать внимание при входе в новую гравитацию на полном ходу. Таким образом, обученный человек может иметь преимущество перед необученным. Но если в игру не вступят медицинские проблемы, вызванные гравитацией, все сведется к тому, кто лучше справляется с многозадачностью (сосредоточение внимания на беге в новой гравитации + (преследование преступника или бегство от преследователя)).

Бонусные эффекты:

Когда вы меняете направление гравитации (например, пол и потолок внезапно становятся стенами, а стены становятся новым полом), вам, вероятно, придется столкнуться с сильной дезориентацией. И тошнота.

Отличный первый пост и добро пожаловать в Worldbuilding!

Первое, что делают люди, впервые испытавшие невесомость, — начинают плавать. Во время «создания» видеоклипа «OK GO» для фильма « Вверх ногами наизнанку» , который они недавно выпустили, где они снимали внутри самолета с пониженной гравитацией («рвотная комета»), все они заметили, что первое, что они сделали, когда подверглись воздействию до нулевой перегрузки крутились, как идиоты, пытающиеся переплыть, как будто их уронили в воду. К сожалению, поскольку воздух вокруг них оказывал очень мало сопротивления, они обычно просто вертелись на месте.

Определенная рвота. Ощущение невесомости действительно портит ваше чувство равновесия, и ваше тело реагирует на это, думая, что оно отравлено, и выбрасывает содержимое желудка. Опять же, чтобы использовать это видео в качестве примера, во время съемок было около 60 случаев рвоты.

Сердечные приступы были бы очень маловероятными, поскольку снижение гравитации сняло бы стресс с чьего-то сердца в краткосрочной перспективе. Мышечное напряжение также маловероятно, потому что легче двигать конечностями, когда они ничего не весят. Сломать кости было бы возможно, если бы они потеряли контроль над собой и врезались в вещи. Погружение в невесомость приводит к уравновешиванию кровотока по всему телу и, как таковое, не приведет к обмороку.

Долгосрочные последствия невесомости, как правило, включают такие вещи, как атрофия мышц и связанные с этим проблемы с сердцем, а также потеря плотности костей, но для их проявления требуются месяцы или годы. Ваши глаза также меняют форму после длительного пребывания в невесомости, но возвращаются к нормальной форме при воздействии обычной гравитации в течение от нескольких дней до недели.

Обратите внимание, что эти вещи действительно применимы только к людям, которые не привыкли к невесомости. Если у вас есть опытные операторы, они смогут быстро переключаться между различными гравитационными зонами. Снижение гравитации с 1,0 до 0,2G, например, заставило бы людей перейти от нормального бега к подпрыгиванию, как они делали это на видео с высадки на Луну, за исключением того, что к ним не было бы прикреплено более 100 фунтов костюма, и они могли бы получить даже выше своими прыжками.

Вы, кажется, забыли добавить эффекты переключения на нормальную гравитацию или более высокую гравитацию. Ведь именно здесь начинается проблема.
Не совсем. Мы привыкли к нормальной гравитации, поэтому вы говорите «эффекты, когда вы переключаетесь обратно в нормальное состояние». Что ж, опять все в норме. И увеличение до 1,5G почти ничего не изменит в масштабах времени, указанных в вопросе, вы можете просто не работать так быстро. Исследования на крысах показывают, что первоначальная сердечная гипертрофия (тяжелая работа = больше мышц) начинается через две недели при 2G.
Ну тогда добавь. Потому что переход с 1 на 0,5 г сильно отличается от перехода на 1,5 г, и не все знают, каковы будут последствия. Как ОП
Это малоизвестно, но из того, что я читал, большинство астронавтов испытывает некоторый период тошноты во время адаптации к 0g. Я считаю, что НАСА СОП для всех астронавтов принимать лекарства от тошноты для выхода в открытый космос.
Это действительно не ответ на поставленный вопрос. ОП спрашивает о последствиях относительно быстрого перехода от 1 г к 0,7 г, к 0 г и обратно.

Я думаю , что ответ Сюзанны охватил большую часть этого.

Человеческое тело на самом деле уже способно справляться с широким диапазоном гравитации, что можно увидеть на любом количестве ярмарочных аттракционов, где огромное количество людей испытывают повышенную или пониженную гравитацию с небольшим количеством травм или плохих последствий.

Длительная жизнь в измененных условиях имеет гораздо более серьезные последствия, но если вы проводите большую часть своего времени в 1G, а затем время от времени выходите на улицу, я не ожидаю каких-либо серьезных проблем. Чтобы привыкнуть к движению в условиях различной силы тяжести, особенно к движению в переменных гравитационных полях, потребуется некоторое время. Это само по себе было бы приобретенным навыком, и я ожидаю, что для этого потребуется больше, чем 4 или 5 шагов.

На самом деле это та область, где кто-то, привыкший к эффектам, мог бы получить огромное преимущество, если бы он двигался через области, где гравитация часто менялась. Туземец будет приспосабливаться, не задумываясь, в то время как кто-то, кто не привык к эффектам, должен будет приспосабливаться каждый раз, когда он изменится, а затем, как только они научатся бегать, гравитация снова изменится, и они снова будут спотыкаться.