人类能承受多大的重力加速度

人类能承受多大的重力加速度

来源：凤凰新闻客户端

06:19

地球已经存在46亿年了,它的生命还将持续50亿年，但是之后呢?地球毁灭的前夕，人类将被迫寻找新的家园。新的星球必须被大气层环绕，拥有足够的光和热，还要有水和一些基本元素等。然而我们常常会忽略考虑一样东西，那就是重力。人类在地球上进化而成，身体结构和活动方式早就已经适应了地球的重力，如果新的星球的重力加速度与地球的重力加速度差别过大，人的身体极有可能承受不了。那么，人类能适应多大的重力加速度呢?

不同的星球有不同的重力

重力，是物体由于地球的吸引而受到的力(本文为了形容方便，将所有星球对物体吸引而产生的力均称为重力)。重力的这种表述可能会出乎一些人的意料，因为这些人并没有追究过重力的来源，主观上就认为重力就是万有引力了。而且由万有引力的公式F=Gm1m2/r2(G是万有引力常数，m1、m2为两个相互吸引的物体的质量，r为两个物体之间的距离)，认为重力加速度其实就是Gm1/r2(此时m1为地球的质量)。但其实他们错了，重力不是引力，它只是引力产生的一种力，重力加速度也不是Gm1/r2。准确的说，重力是引力的分力，引力的另一个分力是支持物体随着地球一起旋转的向心力，这两个分力的夹角和物体所处的纬度相关。所以我们就容易理解：不同纬度的地区重力加速度是有细微区别的;引力的方向指向地心，而重力是垂直于地面向下。

通过上文我们很容易清楚，一个星球的重力加速度，由这个星球的质量、半径和转动速度(决定向心力)来决定，所以，不同的星球的重力加速度是不一样的。在地球上，重力加速度的值是9.80(单位为m/s2，以下皆省略单位)，而其他七大行星，水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星的重力加速度分别为3.70、8.87、3.71、24.79、10.44、8.87、11.15。如果我们身处上述七大行星，我们的体重将会分别变成处于地球时的体重的0.38、0.91、0.38、2.53、1.07、0.91、1.14。这也就意味着，在太阳系内的其他的七大行星上，我们的体重就在我们身处地球时体重的0.38倍到2.53倍之间。太阳系之外的星球的重力加速度可能与地球的重力加速度更加悬殊。那么，我们人类能够接受的重力加速度范围是多少呢?

人类极限

如果重力加速度过小，也就是在失重情况下，人类需要经历艰难的适应过程，就像宇航员在上天之前的训练一样。但这至少可以通过训练慢慢适应，要是重力加速度过大，人类就没有办法正常生活了，根本适应不了。那我们能承受的重力加速度的上限是多少呢?

克罗地亚萨格勒布大学尼古拉·波尔贾克教授的团队测量了人体骨骼的抗压强度，并以此计算出人体能承受的最大重力。根据模型，他们计算出静止时人类骨骼可以承受的重力加速度为地球重力加速度的值(以下简称地球值)的90倍。一旦我们开始跑步，骨头就会弯曲，它们承受的压力就会增加10倍，这时人类可以承受的重力加速度为地球值的9倍。也就是说静止时，我们人类的骨骼能够承受自身重力的90倍，当我们跑步时，这个最大值变成9。

但是，脱离了肌肉谈力量是不正确的。我们经常能在电视上看到人踢断棒球棍的表演，其实棒球棍的硬度比人的骨头还大，人的腿部之所以有那么大的力量，很大程度来自于腿部的肌肉。不同人的肌肉发达程度是不一样的，能承受的重力也是不一样的。但是对于所有的人而言，下蹲时骨头弯曲程度都是最大的。相比于其他姿势，蹲着的人移动的能力最弱。但移民新星球后，要想较为舒适地生活，人必须在蹲着的时候也有能力移动身躯。根据波尔贾克设计的模型，在为地球重力加速度5倍的环境下，任何人都无法在蹲姿乃至坐姿下移动。因为以一个50千克重的人来举例，蹲下时他的腿会承受145千克左右的重力，压得他根本移动不了。

大力士比约恩森

这么说，人类是不可能在重力加速度超过地球值5倍的环境下生存了。但这个值还可以再精确一些吗?波尔贾克找来了冰岛人哈夫尔·尤里乌斯·比约恩森。比约恩森是一名大力士，他还是著名美剧《权力的游戏》中瑟曦·兰尼斯特王后的保镖格雷戈尔的扮演者。他身高2.05米，体重超过了130千克，是世界上最强壮的大力士——他曾经背着648千克重的圆木走了五步，打破了一项有1000年历史的记录。即使是强壮如比约恩森，也只能在重力加速度为地球值的4.6倍的环境下勉强走几步。

波尔贾克和他的同事估计，对于一个普通人来说，移居一颗重力加速度为地球值的为3～4倍的系外行星已经差不多是极限了。但即使这样，人类仍然需要严格的训练，使肌肉力量达到优秀运动员的水平，才能在重力加速度为地球值的为3～4倍的环境中生活。因此人类移民外星球，不仅要考虑环境因素，还要考虑星球自身的重力大小。