Könnten Sie hohe gs überleben, wenn Ihr ganzer Körper gleichmäßig beschleunigt würde (nicht nur durch den Sitz einer Rakete, die auf Ihren Rücken drückt)?
Ihr Körper wird wirklich nur dann von der Schwerkraft beeinflusst, wenn Sie etwas anderes wie den Boden oder die Luft berühren.
Gibt es Strategien zur Minderung der physiologischen Auswirkungen sehr hoher Beschleunigung?
Natürlich.
(Wenn Sie dieses lästige "unendlich" durch "beliebig groß" ersetzen, hasst die Physik wirklich unendliche Kräfte)
Wer hat gesagt, dass Sie (und alles um Sie herum) derzeit nicht mit einer Million g' in irgendeine Richtung beschleunigt werden? Es ist unmöglich, dies als falsch zu beweisen.
Als kleineres Beispiel: Wenn Sie die Erde in einem 400 km langen LEO umkreisen, werden Sie ständig mit einer Beschleunigung von etwa 8,682 m/s 2 (0,885 g) auf die Erde zu beschleunigt
, weil diese Beschleunigung (fast) gleichmäßig ist Auf den ganzen Körper und das Raumschiff aufgetragen, fühlen Sie sich wie in einem perfekten Zero-G.
Wenn Sie irgendwie eine gleichmäßige Beschleunigung auf jedes Teilchen in Ihrem Körper und Raumschiff gleichermaßen anwenden könnten, würden Sie und das Raumschiff relativ zum Kosmos beschleunigen, aber subjektiv würden Sie sich fühlen, als ob Sie nur im Weltraum schweben würden, mit nicht einmal genug Schwerkraft, um Ihre zu halten Cornflakes in ihrer Schüssel.
* nur fast, weil das Schwerefeld mit zunehmender Entfernung von der Erde abnimmt und die Nase näher als der Hinterkopf ist, also in einem stärkeren Schwerefeld, wenn man der Erde zugewandt ist. Ihr Körper wird eine „Gezeitenkraft“ erfahren, die versucht, ihn auseinander zu ziehen. In einem so sanften Gravitationsgradienten wie dem der Erde ist dieser Effekt jedoch winzig und wahrscheinlich nicht nur mit menschlichen Sinnen beobachtbar.
Um Ihre Frage zu beantworten: Einstein sagt „ja“. Alle gleichförmig beschleunigenden Bezugsrahmen sind gleich.
Eine Art verwandtes Thema, das in SF-Plots verwendet wird, sind Flotationstanks, die verwendet werden, um die Besatzung bei extremen Manövern vor Beschleunigung und Gezeitenkräften zu schützen. Orbitale Insertion um einen binären Neutronenstern so eine Sache.
Diese Flotationsstrategie wird im Libelle G-Anzug verwendet, der die Piloten über 10 G funktionsfähig hält.
Das funktioniert bis zu einem gewissen Punkt. Vielleicht 20G. Das Problem liegt an der unterschiedlichen Dichte der Gewebe.
Wenn alle Gewebe die gleiche Dichte wie die Flotationsflüssigkeit hätten, würde es wirklich gut funktionieren. Der erste Schritt besteht darin, die Lunge mit atembarer Flüssigkeit zu füllen. Wie Perfluorkohlenwasserstoffe. Aber sie haben eine Dichte von etwa 2,0, also tun sie nicht viel Gutes. Wenn Sie sich eine Ersatz-Atemflüssigkeit mit einem sg normaler Kochsalzlösung ausdenken würden, was wäre das nächste einschränkende Gewebe?
Kalziumhaltige Gewebe wie Knochen haben eine höhere Dichte als Kochsalzlösung. Die Knochen-SG liegt bei etwa 2,0. Dies wird unterschiedliche Beschleunigungskräfte zwischen wasserdichtem Gewebe und Knochen erzeugen. Aber Knochen sind stark und gut miteinander verbunden, also wen interessiert das? Ihre Gehörknöchelchen (Mittelohrknochen) pflegen. Sie sind sehr klein und von Luft umgeben, nicht von Kochsalzlösung … es sei denn, Sie haben Ihre Eustachischen Röhren sehr gründlich mit Perfluorkohlenstoff gespült. So etwas wie Waterboarding.
Ein weiteres Organ, das sich um die Beschleunigung kümmert, sind die Otolithen-Organe (zur Wahrnehmung von Linear- und Rotationsbeschleunigung) in Ihrem Innenohr. Es gibt einen mikroskopisch kleinen Klecks Gel, der Calciumcarbonat-Stückchen enthält, um den SG des Gels zu erhöhen. Die Beschleunigung bewirkt, dass sich dieser Gelklumpen relativ zu der Kochsalzlösung bewegt, in der er schwimmt, und diese Bewegung wird von mikroskopisch kleinen Haaren aufgenommen, die ebenfalls in das Gel eingebettet sind. Heftige Beschleunigung kann dieses empfindliche Organ schädigen und heftige, anhaltende Reisekrankheit hervorrufen.
Sagen Sie, dass Sie sich nicht um Ihr Gleichgewicht kümmern und sich für mehr G's entscheiden? Die Gewebe in Ihrem Schädel (Blut, graue Substanz, Liquor cerebrospinalis) haben leicht unterschiedliche sg. Heftige Beschleunigung kann Relativbewegungen verursachen, insbesondere Scherbewegungen. Dies ist besonders schlimm für lange, empfindliche Strukturen wie Nervenaxone. Beschleunigung kann auch durch Kavitation Contra-Coupe-Verletzungen verursachen https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0041139
Was ist also die maximale G-Kraft, der ein Mensch standhalten kann, wenn er durch Eintauchen und Einatmen von Flüssigkeit geschützt ist? Ich weiß nicht. Aber Schimpansenexperimente, die in den 1970er Jahren durchgeführt wurden, ersetzten die hintere Hälfte ihrer Schädel durch eine Plexiglaskuppel, um Hochgeschwindigkeitsfilme der Kavitationsbildung während experimenteller Kontra-Coupé-Verletzungen zu erhalten. Ich erinnere mich, dass sie Beschleunigungen von etwa 300 G verwendeten.
Dies ist nicht unmöglich. Die Schwerkraft beschleunigt auf diese Weise.
Dies ist nur der Zustand des freien Falls, und ja, das sollte an sich in Ordnung sein.
Das Gravitationsfeld sollte nahezu gleichförmig sein, wie wenn man aus großer Entfernung in ein großes schwarzes Loch fällt. Das Gravitationsfeld wird stärker, wenn man sich einem Schwarzen Loch nähert, und wenn man nah genug dran ist, reicht die Differenz der Gravitationskräfte zwischen Vorder- und Rückseite des sich nähernden Raumfahrzeugs aus, um es zu brechen.
Solange sich das Gravitationsfeld im Raum nicht stark ändert, kann es sich zeitlich beliebig schnell ändern.
James Erwin
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