挑戰人類極限 14G橫向加速度致器官分離

2020-12-14 快科技

據國外媒體報導,科學家們經過長期研究和試驗,發現了幾個人類能夠承受的極限數據,比如人類在連續11天被剝奪睡眠後會進入無意識狀態,在14個g的橫向加速度下會器官分離等等。這些研究數據讓人類更加清晰地了解到自身的極限。

人們經常聽說各種各樣神奇的生還經歷:比如子彈射進腦部還能活下來;從十層樓的高處摔下奇蹟生還;或者在海上漂泊幾個月依然存活的例子等。可是一旦把人類放到海平面上方幾千米或者下方幾千米的地方,人類都會在幾分鐘之內失去知覺。人類的身體在很多情況下看似非常強壯,但是如果把整個宇宙環境考慮進去的話,人類其實是非常脆弱的。

一個普通人的基本生存的邊界很早之前就被界定了:著名的「三」原則已經告訴過我們,在沒有空氣的情況下人僅能存活3分鐘;在沒有水的情況下人能活3天;在沒有食物的情況下,人能存活3周。其他的一些極限大多數都是猜測性的,因為很少有人會去做那些嘗試:比如,人在連續多久不睡覺之後才會因此斃命?人類可以爬到海拔多高的地方才會窒息?人體能承受的最大加速度是多少?

在過去幾十年所進行的試驗中,有許多是刻意的,當然也有許多意外發生的試驗,已經幫助人們摸清了人類能夠生存的「領域」。

人類能多久不睡覺?

據稱,空軍飛行員在被剝奪睡眠3到4天之後會進入一種精神錯亂的狀態,而且會因為突然進入睡眠而導致飛機墜機。即使只有一個通宵沒有睡覺,也會暈暈乎乎的像喝醉了一樣。人類最長不睡覺的記錄是264個小時,這個記錄由一個高中生在1965年創造,在11天之後他將要睡著時,他基本上已經進入了無意識狀態。

那麼人在停止睡眠多久後會因此而喪命呢?據報導,在今年6月,一名男子為了看歐洲杯的所有比賽連續熬夜11天最終喪命。但是,他在熬夜的同時也大量地飲酒和吸菸,因而他的死亡原因無法單純地去界定為缺少睡眠。到目前為止,還沒有任何一個人是因為睡眠被剝奪最終喪命的,而且科學家們也無法在實驗室找到這個問題的準確答案。

不過科學家已經在小白鼠身上做了類似實驗。在1999年,芝加哥大學的睡眠專家將小白鼠放在十分吵雜的環境中,並不斷記錄小白鼠發射出的腦電波以確認小白鼠沒有睡著。當小白鼠快要睡著的時候,音樂就會突然響起並且把它推向牆邊讓其保持醒著的狀態。小白鼠在這個環境裡待了兩周後死亡了,並且在其死亡的前夕發現了代謝亢進症狀,在這個症狀中,生物體即使在完全靜止的狀態下也會燃燒大量的卡路裡。而這個症狀也正是因為缺乏睡眠而引起的。

人類最多能承受多少放射物?

放射物會對生物體造成長期的傷害,因為其可以扭曲DNA,改變基因密碼從而改變細胞的成長。但是,人在吸收多少放射物才會因此斃命呢?根據核工程師及放射性安全專家彼得-卡拉卡帕的說法,吸收5到6西韋特單位的輻射會讓你身體的細胞被破壞的速度超過身體自身修復細胞的速度。在輻射中呆的時間越長,細胞被破壞的速度越快。

比如,福島核電站的一些工人在處理去年3月核事故現場的時候每小時吸收了0.4到1西韋特的輻射。雖然在事故之後他們依然存活,但是科學家稱他們患癌症的機率已經大大增加了。

即使人們沒有面對核輻射或者核爆炸的危險,但是因為自然環境中本身就存在放射性物質,因此我們患癌症的機率也在以每年0.025%的速度增加。這也讓人類壽命的延長受到阻礙。

卡拉卡帕認為,「一個人在杜絕其他輻射的情況下,僅僅只在地球環境自身存在放射物輻射環境中存在4000年所接受的輻射量也足以讓人患上因放射性引起的癌症。但是在短期內我們完全不用擔心這個問題,因為沒人會活到4000歲。」

人類能承受多大的加速度?

人體的胸腔保護著心臟免受撞擊的傷害,但是它的保護功能在現代科學技術的發展下卻略顯脆弱。或許,在達到一定程度的加速度時,胸腔也根本起不到保護的作用。


一項研究表明,14個g的橫向加速度可以讓人的器官分離,而4到8個g的加速度可以讓人昏迷。

美國宇航局和軍方研究人員在尋找這個答案的道路上大步前進著。他們為了製造安全的飛行器和太空飛行器需要了解這個數據。橫向加速會因為對人體施加不對稱力而對人體造成傷害。根據《大眾科學》最近刊載的一項研究表明,14個g的加速度可以讓人的器官分離,而4到8個g的加速度可以讓人昏迷。

向前或者向後的加速度對身體來說更容易承受一些。軍方在20世紀40、50年代的試驗表明人體可以承受45個g的減速。在這個速率下,人從1000千米/小時的速度減速到停止只用1秒鐘。但是,根據研究結果,在50個g的減速情況下,人體還是會被撕裂。

人類能承受怎樣的環境突變?

人類是一種很能適應環境變化的動物,不論是氣壓的變化,溫度的變化或者氧氣濃度的變化。不過,人類能否適應這些變化依然取決於環境變化的速率,因為人體只能較慢地去改變對氧氣的使用率來適應外部環境的變化。那麼,臨界點在哪裡呢?

大部分人在60攝氏度並且溼度極大的環境下會產生體溫過高的症狀。因為低溫而死亡的情形卻很難測量。當人體體溫降低至21度的時候會斷氣,不過這也取決於一個人有多耐寒。

根據美國宇航局1958年的報告,人可以在4到35攝氏度的環境中生存,而且35攝氏度的環境下相對溼度不到50%的時候,人可以通過流汗來保持體溫不至於過高。在一些科幻電影場景中,太空人在太空中失去了頭盔的時候,我們都會認為他們因為缺氧和壓力差而死亡。在地球大氣層中,空氣中含有21%的氧氣,當氧氣濃度降低到11%的時候我們會窒息。不過,太高的氧氣濃度也會要人命,長期在高氧氣濃度環境中生存會讓人肺部發炎。

當氣壓突然降低至地面大氣壓的57%的時候人們會斃命,這個氣壓差不多等同於在4572米高空的氣壓值。登山運動員可以承受更大的壓力是因為他們的身體慢慢在適應了低氧環境中生存,不過,沒有任何人能不藉助氧氣瓶在7925米的高空長時間存活。

相關焦點

  • 人類生存的極限是什麼?
    許多典型的人類生存極限已經得到實踐:眾所周知的「三法則」描述了人沒有空氣、水和食物可以活多久(分別大約三分鐘、三天和三個星期)。但是很多極限未被測試過:例如,人死之前可以保持多久的清醒?爬到多高的地方人會窒息?人可以承受多大的加速度而不被撕裂?幾十年來的實驗(有意或偶然的),已經揭示了諸多人類生命的極限。人可以多久不睡覺?
  • 如何選擇合適的(G-sensor)重力加速度傳感器
    在測量平臺傾斜角時,將重力傳感器垂直放置於在所測平臺上,重力傳感器的敏感軸應與傾斜平臺的軸向一致,在水平狀態下應與水平面平行,重力傳感器的質量塊由於受到重力加速度g 在傾斜方向上的分量α=g sin 的作用產生偏移,使重力傳感器的輸出電壓發生變化。 根據這個方向上的傾斜角可以確定出平臺的橫向傾角和縱向傾角。  以往,重力加速度傳感器已廣泛應用於航空、航海以及軍事等領域。
  • 重力加速度g是什麼?竟然和圓周率π有關!
    通過萬有引力公式,人們計算出了地球的重力加速度g。那麼重力加速度g到底是什麼意思呢?他表示地球對地球表面的每一個物體的吸引力,但它並不是一個常數。在高山上由於我們離地球比較遠,所以我們的g值會相對小一些。不同的緯度,g值也不一樣,由於地球是橢圓形的,在赤道上重力加速度g是最小的。
  • 荷蘭「彎道王」跑車發布:橫向加速度突破2G
    官方將這臺D8 GTO JD70稱之為「第一款2G超級跑車」,當然了,這裡所說的2G並不是2G網絡,而是代表D8 GTO JD70能夠在彎道中產生超過2G的橫向加速度。值得一提的是,這也是首臺彎道橫向加速度可以突破2G的汽車,同時還可以合法上路。
  • 人體的12個極限:真空狀態下最多存活一分鐘
    北京時間4月30日消息,據英國《新科學家》雜誌報導,我們擁有向人類極限挑戰並創造紀錄的無法抑制的渴望。然而,我們在心理和生理上距離最終極限又有多遠呢?  1. 人類的速度極限是多少?
  • 張健率隊橫渡臺灣海峽 兩岸14位勇士挑戰極限
    張健率隊橫渡臺灣海峽 兩岸14位勇士挑戰極限 2014-08-19 16:34:30昨天,曾成功橫渡渤海海峽、英吉利海峽,被譽為「中國橫渡第一人」的張健,領銜兩岸12位勇士,從臺灣新竹下海,他們以接力的形式將泳渡至福建平潭,挑戰人類泳渡海峽極限。  此次由中國遊泳協會、中華臺北成人遊泳協會聯合主辦的活動,大陸和臺灣分別派出6名隊員和1名替補隊員、共計14人參加挑戰。
  • 首款橫向加速度達2G的荷蘭公路跑車JD70
    近日荷蘭手工跑車廠商Donkervoort開發了一款名為D8 GTO JD70的輕量化手工跑車,這臺車號稱是具備合法上路資質的公路跑車中,第一臺彎道橫向加速度可以突破2G的汽車。要在彎道內實現高達2G的橫向加速度,意味著四條輪胎要提供兩倍於車身自重的橫向摩擦力。現代跑車增加彎道抓地力的方法普遍是使用大尺寸的空力套件,從空氣獲取更多下壓力,從而讓輪胎產生更強的橫向摩擦力。
  • 低頻光纖光柵加速度傳感器
    3 光纖光柵加速度傳感器特性研究   根據式(15)的光纖光柵加速度傳感器的數學模型,設計了固定頻率fn=67Hz的低頻光纖光柵加速度傳感器.彈性梁尺寸為L=80mm,h=1mm,b=5mm,材料選用碳纖維,彈性模量E=128GPa,質量塊m=8.8 g,布拉格光纖光柵在靜止狀態下的波長λB=1551.75nm
  • 腦皮層存在區分線性加速度和重力加速度細胞
    在人的內耳裡有二種前庭感受器:半規管和耳石器官。 它們是人體對自身運動狀態和頭在空間位置的感受器。半規管能檢測到旋轉運動,是角速度感受器。耳石器官是線性加速度感受器。耳石器官包含碳酸鈣晶體,這些晶體從各個方向連接到毛髮狀的感覺神經細胞。 當我們作線性加速或減速運動時,這些晶體就會因為慣性刺激與其相連的毛細胞,從而產生神經衝動。
  • 人類的壽命有極限嗎?
    近日美國科學家研究發現,人類的生命極限可能是115年左右。那麼人類壽命到底有沒有極限?極限又是多少歲呢?隨著醫學的發展,人類的壽命從19世紀開始不斷延長。科學家藉助基因技術或者飲食控制手段,成功使一些實驗動物的壽命大大延長。這些都讓一些科學家傾向於認為,人類壽命可能沒有上限。
  • 美女飛行員挑戰人體極限,下一秒令人意想不到
    通過離心運動所產生的重力加速度,裝有模擬座艙的載人離心機,能在地面逼真地模擬出戰機的各種機動及其給飛行員身體所產生的影響。這段國外女飛行員體驗高機動狀態下重量加速度變化的視頻,就很好地詮釋了高G值訓練的不易。如圖所示,正式啟動後的模擬座艙,其重力加速度是一個逐步上升的過程。此時畫面右上角的數據顯示,艙內過載約為1.64G。
  • 在挑戰極限的道路上人類不會停下腳步!
    北京時間今天下午,在維也納舉行「1:59挑戰」中,肯亞長跑名將基普喬格以1小時59分40秒的成績完成比賽,成為世界上首位跑進兩小時的馬拉松選手。 這是人類馬拉松歷史上的裡程碑,這也是人類挑戰極限的又一次重大突破!
  • 公升級摩託車加速確實變態,不過論加速G值與這幾位比還排不上號
    G值是一個專業名詞,正規名稱是重力加速度,也稱為自由落體加速度,用英文字母G來表示,是指一個物體受重力作用的情況下所具有的加速度,通常用來衡量一個物體的加速度大小,G值越大代表加速度越大。那麼G值需要達到多少才能感覺到強烈的推背感呢?
  • 魔法師遊戲本放高空福利 極限挑戰完美告終
    個性DIY遊戲本品牌魔法師壕送高空福利,由魔法師遊戲本神奇小巫帶領5位最有膽粉絲前往西安駝峰跳傘基地,感受九霄雲端的壯美與強悍地心引力聯合衝擊,極限挑戰3000米高空跳傘。  據了解,6名跳傘成員於8月14日陸續抵達西安,經過一晚的安頓與熟悉,在魔法師遊戲本小巫的帶領下,於第二天上午前往駝峰跳傘蒲城基地。在正式跳傘前,魔法師遊戲本邀請駝峰跳傘專業教練對成員進行跳傘姿勢指導與安全常識。
  • 極限挑戰落地巴陵廣場
    為某神秘活動緊張籌備,解決了挑戰中需要面對的技術難題。今天,他們準備就緒,在巴陵廣場上,開始「試飛」。因為他要……挑戰飛越洞庭!迎接國內首次低空飛行挑戰。點此查閱沿途風光致各位關注文旅嶽陽抖音號本周六12:30~14
  • 人體運動極限究竟是多少
    最近,法國科學家經過多年研究後宣稱,人類競技水平已經逼近生理極限,2060年後再創造世界紀錄的可能性微乎其微。 那麼人體運動極限究竟是多少?是什麼生理因素影響著人類的運動極限呢? ——逼近極限——人體潛能已發揮99% 法國生物運動醫學和流行病學研究所的專家們對1896年現代奧林匹克運動誕生以來所創造的3260項世界紀錄進行了整理和分析。
  • 人類距耐力跑極限有多遠
    以至於人們紛紛發問:這是不是表明,參加耐力型田徑運動的選手,已經接近甚至達到了人類所能達到的邊界?    美國《Slate》雜誌提到,1993年至1997年間,中國運動員在女子1500米項目中創造了4次用時最短紀錄,曲雲霞和她的隊友長期處於無人能挑戰的地位,招來不少嫉妒甚至質疑。
  • 從2到1 基普喬格重新定義人類運動極限
    你得相信,人類沒有極限文/back 圖/網絡當基普喬格衝過普拉特公園159挑戰的終點,計時牌上的數字定格在1小時59分40秒,終於,馬拉松的徵程邁過了兩小時的大關,進入「1」時代...基普喬格終於彌補了兩年前的遺憾,跑進了兩小時。
  • 維塔斯拒訪問 「海豚音王子」挑戰人類音域極限
    「海豚音」挑戰音域極限     2007年是中俄文化年,VITAS的中國巡迴演唱會無疑是最亮的看點之一。VITAS是目前俄羅斯最火爆的歌手,他也是在克裡姆林宮大廳成功舉辦個人演唱會中最年輕的歌手,今年剛滿26歲。他的音樂開創了俄羅斯音樂的新紀元,被稱為「2001年模式」。
  • 基普喬格突破了人類極限
    在挑戰人類耐力極限的過程中,肯亞選手基普喬格再次留下了濃墨重彩的一筆!北京時間10月12日,維也納的普拉特公園裡,在接近2萬名觀眾和工作人員吶喊中,身背奧運會冠軍和世界紀錄保持者兩項頭銜的基普喬格完成了人類歷史極限的突破。