在現實情境中，人類所能承受的極限重力

他們不會毫無理由地將Haftór Júlíus Bj?rnsson稱之為"魔山"。

在2015年，這位參演了《權力的遊戲》的強壯男人打破了一個古老的或者說令人咋舌的記錄——背負起650公斤(1430磅)的重物行走了5步。

對我們大多數人來說，這就是真實世界中的「我不會武功」，但「天生神力」。對於科學家來說，這一壯舉標誌著人類所能承受的重力的極限強度，當我們展望外星殖民計劃時，它也為目標行星的質量劃定了一個界限。

根據克羅埃西亞薩格勒布大學的一支小型物理學家團隊的說法，我們真的不能將目光投向質量大於我們地球四倍的行星。

如果行星質量更大，我們就只能派出全員魔山充當星際殖民者。

考慮到人體骨骼的可壓縮性，肌肉的彎曲以及我們在行星表面行走時腿部的擺動性質，科學家們得出了「上限4倍地球質量」這一關鍵性的結論。

就工程學而言，我們的骨骼結構令人印象深刻。事實上，我們的脛骨在裂開之前能承受90倍的地球重力(g)。

那是驚人的強度，但如果我們試圖在這種重力下邁出一步，事情就會發生變化。動態應力和扭曲效應會使我們骨架的實際極限降低到10g上下。

研究人員通過嚴格訓練確定了人體肌肉力量的極限，我們要想在地表自由移動，所能承受的重力不可以超過5g。

然而，直立行走是另一個故事。我們人類非常擅長直立行走——已經直立行走了大約360萬年，直立行走可以提高體能的利用效率，而且毫無自大地說，我們現在幾乎已經達到了最優化的行走模式。

儘管如此，我們雙腳交替前移，克服著每公斤體重相當於9.8牛頓的引力。

因此，物理學家想知道增加額外重力會對我們的步態產生什麼影響。

步行基本上是一個「受控制摔倒」的周期過程，每條腿的邁出都是防止我們的臉部親密接觸地面。這種跌倒——穩住——跌倒——穩住模式導致我們的質心上下波動。

考慮到人體質心的起伏和腿擺動的時間，物理學家開發出模型，用於描述「倒立鐘擺步」，。

Bj?rnsson創造的極限負重下的行走記錄為人類直立行走可以達到的理論上限建立了一個非常好的基準。

結合他的腿部質量、體重和腿長，該團隊確定了允許人類緩慢行走的最強重力，大約是地球質量的4.6倍。

我們的心臟幾乎無法承受5g的重力，加速度達到5g時，我們會昏迷。所以看起來這個數字為人類的探索方向劃定了絕對的邊界。

到目前為止，系外行星中最大陸地行星稱號的有力競爭者是BD+20594b——地球的狂野版，直徑是海王星的一半，質量大致相同。在它的表面，引力是地球上的三倍。

BD+20594b也是一個奇怪的東西，大多數岩石行星的質量都不會大於我們行星質量的1.6倍，因為它們和我們的半徑的比例大體位於一個區間內。

但請記住，大多數宇航員都不是能背負半噸重物的怪物。

所以研究人員確定了一個更為現實的上限，在3g到4g之間。

已知594顆系外行星，我們有足夠的信息估算出它們的引力大小，理論上人類能夠在422顆行星上活動(忽略了其他各種地獄般的條件)。

至少在可預見的未來，人類不太可能會觸及這些遙遠的世界。

但下周或許應該去健身房進行一周的增強訓練，以防NASA突然給你打來招募電話。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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