Welche Auswirkungen hätte die Bewegung zwischen Bereichen unterschiedlicher Schwerkraft auf einen Menschen?

Grundsätzlich ist dies eine Einstellung, in der eine künstliche Schwerkrafterzeugung möglich ist und mit unterschiedlichen Einstellungen auf bestimmte Bereiche beschränkt werden kann. Es gibt vielleicht fünf menschliche Kolonien auf Planeten mit erdnaher Schwerkraft (dh nahe genug an 1 g, um keinen großen Unterschied zu machen), aber es gibt auch menschliche Kolonien auf Welten mit weniger / mehr Anziehungskraft. Auf diesen Welten wird eine künstliche Gravitationsanpassung verwendet, um die Gebiete menschlicher Besiedlung näher an 1 g zu halten als den Rest des Planeten, aber Menschen können immer noch außerhalb dieser Gebiete und in Zonen reisen, in denen die lokale Schwerkraft wirksam ist, also sind die Menschen etwas gewöhnungsbedürftig sich zwischen verschiedenen Schwerkraftbereichen zu bewegen.

Es gibt zwei Arten von künstlichen Gravitationsgeneratoren. Einer wird für extrem große Bereiche wie eine ummauerte oder gewölbte Stadt verwendet. Andere werden für kleinere Innenbereiche verwendet, wie z. B. das Innere eines Gebäudes oder eines Raumschiffs. Der größere hat eine dissipative Stärke - je näher Sie am Generator sind, desto besser ist die Wirkung (wenn Sie also 1 g auf einem Planeten mit weniger Schwerkraft als der Erde erzeugen, müssen Sie näher am Generator sein Zentralradius des Generators, um tatsächlich 1 g zu spüren, wobei er schrittweise abnimmt, je weiter Sie sich entfernen). Der kleinere ist in seiner Schwerkraftverteilung viel gleichmäßiger verteilt, mit sehr geringer Wirkungsverlust an den Rändern.

Meine Frage ist also, was die Auswirkungen wären, wenn man sich schnell von einem Gravitationsbereich in einen anderen bewegt. Angenommen, eine Person befindet sich in einem Gebäude, das auf 1 g eingestellt ist, läuft aber in einen Bereich mit 0,7 g? Oder 1,3 g? Ich spreche nicht von großen Schritten. Die maximale Abweichung von der Erdnorm am schweren Ende beträgt 1,5 g, während das untere Ende vielleicht 0,4 g oder 0,3 g betragen würde. Ich bin auch nicht abgeneigt von der Idee, dass ein Zifferblatt durcheinander gebracht wird und ein ganzer Bereich versehentlich auf 0 g gebracht wird.

Im Grunde schreibe ich eine Verfolgungsjagd. Die Charaktere werden zwischen Bereichen mit unterschiedlicher Schwerkraft wechseln. Ich muss wissen, ob ich dabei kotzen, stolpern, versehentlich Knochen brechen, hüpfen, in Ohnmacht fallen, Herzinfarkte, Muskelzerrungen, nichts oder alles zusammen haben werde.

Antworten (3)

Sofortige Wirkung:

Wenn Sie nicht vorbereitet sind, kann die Änderung der Schwerkraft dazu führen, dass Sie stürzen, genau wie wenn Sie nicht aufpassen, wohin Sie gehen, und versehentlich auf eine Rolltreppe oder einen anderen sich bewegenden Boden treten. Schwer -> leicht kann dazu führen, dass Sie sich versehentlich zu weit nach vorne treiben; leicht -> schwer kann dazu führen, dass Ihre Beine nachgeben, weil Ihre Muskeln nicht auf die plötzlich höhere Belastung vorbereitet sind.

Ausgehend von der Annahme, dass das Durchfahren einer Achterbahn keine unmittelbaren gesundheitlichen Probleme durch die sich ändernde Schwerkraft verursacht (es sei denn, Sie haben ein schwaches Herz usw.), gehe ich davon aus, dass die Änderung der Schwerkraft innerhalb eines Schrittes auch keine gesundheitlichen Probleme verursacht. Kleine Schwerkraftänderungen (ca. 0,1 g) können auch mit einem Aufzug verglichen werden, der startet / stoppt. Sie können also wahrscheinlich ein sinkendes / hebendes Gefühl beim Überqueren der Grenze erwarten.

Kurzfristige Probleme:

Bis sich Ihr Körper und Ihr Gehirn an die neue Schwerkraft gewöhnt haben, werden Sie falsch einschätzen, welche Kraft zum Laufen / Springen / Werfen / Heben erforderlich ist, es sei denn, Sie konzentrieren sich auf diese Aktionen.

Normalschwerkraft-Vergleich: Wenn Sie eine Gallonenflasche hochheben, erwarten Ihr Geist und Ihre Muskeln, dass sie ein bestimmtes Gewicht hat. Wenn die Flasche jedoch leer ist, wenn Sie erwartet haben, dass sie voll ist, könnten Sie sie versehentlich auf das Regal darüber stoßen, bevor Ihre Muskeln das unerwartet geringe Gewicht kompensieren. Auf der anderen Seite können Sie es zunächst nicht anheben, wenn Sie erwarten, dass es leer ist, aber es stellt sich heraus, dass es doch voll ist.

Sicher, Ihr Körper wird unerwartete Gewichte schnell kompensieren. Aber in einer Verfolgungsjagd, in der alles von sekundenschnellen Änderungen abhängt, werden Sie wahrscheinlich viel überschießen, unterschießen usw. Sie werden Probleme haben, wenn Sie sich nicht konzentrieren.

Ich bin kein Biologieexperte, aber ich würde sagen, es braucht mindestens 4-5 Wiederholungen, um das Muskelgedächtnis auf den neuen Standard zu bringen. Nach 4-5 Schritten sollten Sie also in der neuen Schwerkraft gehen / rennen können. Aber wenn Sie sich plötzlich entscheiden, einen Pacours-Wandsprung einzuwerfen, müssen Sie wahrscheinlich viel spontan korrigieren und in unerwarteten Positionen landen. Nach 4-5 Pacours-Walljumps hast du wahrscheinlich auch diesen runter. Aber dann entscheiden Sie sich vielleicht für andere Akrobatik. Die Eingewöhnungszeit wird schneller, da Sie ständig Erfahrungen sammeln (2-3 Versuche statt 4-5). Aber es wird Zeit und Übung brauchen, um sich in dieser Hinsicht vollständig an die neue Schwerkraft zu gewöhnen (ich würde zwischen 30 Minuten und mehreren Stunden rechnen).

Langfristige Probleme:

Da Sie eine Verfolgungsjagd schreiben, sind die langfristigen Probleme ziemlich strittig. Mittellangfristig: So wie sich manche Menschen nicht an das Leben in großen Höhen gewöhnen können, gibt es möglicherweise Menschen, die sich nicht an das Leben in einer anderen Schwerkraft gewöhnen können. Wirklich langfristig: Ich denke darüber nach, in Low-G aufzuwachsen und dann in eine High-G-Umgebung zu wechseln. Die Schwerkraft beeinflusst Dinge wie die Knochendichte und den Muskeltonus (nicht nur der trainierbaren Muskeln wie Bizeps, sondern auch der Darmmuskulatur usw.), daher würde ich erwarten, dass auf diese Weise viele potenzielle Probleme auftreten. (Stellen Sie sich vor, wie viele Probleme Astronauten haben, nach einem Aufenthalt auf der ISS zur Erde zurückzukehren, und das, obwohl sie weniger als ein Jahr dort sind und einen speziellen Trainingsplan haben, um ihre Erd-G-Muskeln nicht zu verlieren).

Mehrere Schwerkraftänderungen in Kurzzeitproblemen:

Wenn ich das Beispiel der Achterbahn als schnell wechselnde Schwerkraft betrachte, stelle ich mir vor, dass Sie durch mehrere schnelle Änderungen Kopfschmerzen oder Magenverstimmung bekommen könnten. Wenn Sie bereits bestehende Erkrankungen haben, können sich diese verschlimmern.

Abgesehen davon, je länger die Verfolgungsjagd dauert, desto wahrscheinlicher wird es, dass einer der Charaktere die Konzentration verliert und etwas auf unterschiedlich fatale oder zumindest die Jagd beendende Weise falsch einschätzt. Je schneller Sie die Schwerkraft ändern, desto weniger können Sie von der Anpassung des Muskelgedächtnisses profitieren und desto mehr müssen Sie sich auf jeden einzelnen Schritt oder jede einzelne Bewegung konzentrieren.

Ich denke, das kann man trainieren, damit man weiß, worauf man achten muss, wenn man bei vollem Lauf in eine neue Schwerkraft eintritt. Jemand, der trainiert ist, könnte also einen Vorteil gegenüber jemandem haben, der nicht trainiert ist. Aber wenn nicht durch die Schwerkraft verursachte medizinische Probleme ins Spiel kommen, wird es darauf ankommen, wer Multitasking besser beherrscht (Konzentration auf das Laufen in der neuen Schwerkraft + (Verfolgung des Täters oder Flucht vor dem Verfolger)).

Bonuseffekte:

Wenn Sie die Richtung der Schwerkraft ändern (dh Boden und Decke werden plötzlich zu Wänden und die Wände zum neuen Boden), müssen Sie wahrscheinlich mit viel Orientierungslosigkeit fertig werden. Und Übelkeit.

Toller erster Beitrag und willkommen bei Worldbuilding!

Eines der ersten Dinge, die Menschen tun, die zum ersten Mal die Schwerelosigkeit erleben, ist zu schwimmen. Während des kürzlich veröffentlichten „Making of“-Videos für den OK GO-Filmclip für Upside Down Inside Out , in dem sie in einem Flugzeug mit reduzierter Schwerkraft (einem „Kotzkometen“) filmten, stellten sie alle fest, dass das erste, was sie taten, wenn sie ausgesetzt wurden auf null G wirbelte herum wie Idioten, die versuchten herumzuschwimmen, als ob sie ins Wasser gefallen wären. Da die Luft um sie herum leider nur sehr wenig Widerstand leistete, schlugen sie im Allgemeinen nur auf der Stelle herum.

Definitiv kotzen. Das Gefühl der Schwerelosigkeit bringt Ihren Gleichgewichtssinn wirklich durcheinander und Ihr Körper reagiert darauf, indem er glaubt, er sei vergiftet, und Mageninhalt ausstößt. Um dieses Video erneut als Beispiel zu verwenden, gab es während der Dreharbeiten fast 60 Fälle von Erbrechen.

Herzinfarkte wären sehr unwahrscheinlich, da die Verringerung der Schwerkraft das Herz kurzfristig entlasten würde. Eine Muskelzerrung wäre ebenfalls unwahrscheinlich, da es einfacher ist, Ihre Gliedmaßen anzutreiben, wenn sie nichts wiegen. Knochenbrüche wären möglich, wenn sie die Kontrolle über sich selbst verlieren und sich in Dinge stürzen. Schwerelos zu werden führt zu einem Gleichgewicht des Blutflusses um den Körper und würde daher niemanden in Ohnmacht fallen lassen.

Langfristige Auswirkungen der Schwerelosigkeit sind in der Regel Dinge wie Muskelatrophie und damit verbundene Herzprobleme sowie ein Verlust der Knochendichte, aber es dauert Monate bis Jahre, bis sich diese manifestieren. Ihre Augen verändern ihre Form auch nach einer langen Zeit in der Schwerelosigkeit, kehren aber innerhalb von Tagen bis zu einer Woche wieder in den Normalzustand zurück, wenn sie der normalen Schwerkraft ausgesetzt sind.

Beachten Sie, dass diese Dinge wirklich nur für Menschen gelten, die nicht an die Schwerelosigkeit gewöhnt sind. Wenn Sie erfahrene Bediener haben, können diese schnell zwischen verschiedenen Gravitationsbereichen wechseln. Das Absenken der Schwerkraft von 1,0 auf 0,2 G zum Beispiel würde dazu führen, dass die Menschen nicht mehr normal laufen, sondern herumhüpfen, wie sie es auf Videos von den Mondlandungen getan haben, außer dass sie nicht mehr als 100 Pfund Anzug an sich tragen würden und sich rächen könnten höher mit ihren Sprüngen.

Sie scheinen vergessen zu haben, die Effekte des Wechsels zurück zur normalen Schwerkraft oder zu höherer Schwerkraft hinzuzufügen. Schließlich fängt dort das Problem an.
Nicht wirklich. Wir sind an normale Schwerkraft gewöhnt, also sagen Sie "die Auswirkungen, wenn Sie zur Normalität zurückkehren". Nun, alles läuft wieder normal. Und eine Erhöhung auf 1,5 G wird in den Zeitskalen, die die Frage angibt, fast nichts bewirken, Sie werden vielleicht einfach nicht so schnell laufen. Studien an Ratten zeigen, dass nach zwei Wochen bei 2G eine anfängliche Herzhypertrophie (härter arbeiten = mehr Muskeln) einsetzt.
Na dann, füge das hinzu. Denn der Wechsel von 1 auf 0,5 g unterscheidet sich stark vom Wechsel auf 1,5 g, und nicht jeder weiß, welche Auswirkungen dies haben wird. Wie das OP
Es ist nicht allgemein bekannt, aber nach dem, was ich gelesen habe, erleben die meisten Astronauten während ihrer Anpassung an 0-g eine gewisse Zeit der Übelkeit. Ich glaube, es ist die SOP der NASA für alle Astronauten, Medikamente gegen Übelkeit für Weltraumspaziergänge einzunehmen
Das ist wirklich keine Antwort auf die gestellte Frage. Das OP fragt nach den Auswirkungen einer relativ schnellen Bewegung von 1 g auf 0,7 g auf 0 g und zurück.

Ich denke, Susannes Antwort hat das meiste abgedeckt.

Der menschliche Körper ist tatsächlich bereits in der Lage, mit einem breiten Bereich der Schwerkraft fertig zu werden, wie man an einer Vielzahl von Fahrgeschäften sehen kann, wo eine große Anzahl von Menschen eine erhöhte oder verringerte Schwerkraft mit wenigen Verletzungen oder schlimmen Auswirkungen erfahren.

Ein langfristiges Leben unter veränderten Bedingungen hat viel tiefgreifendere Konsequenzen, aber wenn Sie die meiste Zeit bei 1G verbringen und sich dann gelegentlich hinauswagen, würde ich keine ernsthaften Probleme erwarten. Bewegung in unterschiedlicher Schwerkraft würde einige Zeit brauchen, um sich daran zu gewöhnen, insbesondere die Bewegung in variablen Gravitationsfeldern. Das wäre eine erlernte Fähigkeit an sich und ich würde erwarten, dass es mehr als 4 oder 5 Schritte dauert.

Tatsächlich ist dies ein Bereich, in dem jemand, der an die Effekte gewöhnt ist, einen großen Vorteil haben könnte, wenn er sich durch Bereiche bewegt, in denen sich die Schwerkraft häufig ändert. Der Eingeborene würde sich ohne nachzudenken anpassen, während jemand, der nicht an die Auswirkungen gewöhnt ist, sich jedes Mal anpassen müsste, wenn es sich änderte, und sobald er lernte, zu rennen, würde sich die Schwerkraft erneut ändern und er würde wieder stolpern.