¿Tendrían los humanos, que han evolucionado en la gravedad terrestre, problemas de salud cuando nazcan y pasarán toda su vida en la gravedad marciana?

No necesariamente. Simplemente no lo sabemos aún, no porque un humano aún no haya nacido y “pasado toda su vida” en Marte, sino porque aún no hemos podido hacer un solo estudio científico de cómo las plantas, los insectos, los animales O los humanos se llevan bien a largo plazo en un campo de gravedad parcial G.

Dejando a un lado temas como la radiación y la atmósfera (problemas eminentemente solucionables sobre los cuales tenemos toneladas de datos de observación y experimentales), cada afirmación, evidencia e inferencia que Ewald y Gabriel dan para decir que “los humanos tendrían problemas de salud si nacieran y crió y pasó toda su vida a 0.38G ”se basa en datos observacionales y experimentales del comportamiento CERO G de plantas y animales. Si hay algo que nuestros sesenta años de vuelo espacial humano nos han enseñado, es que cero G no es una experiencia feliz a largo plazo para la fisiología humana. Todo lo que Ewald y Gabriel es cierto acerca de cero G y entornos de microgravedad.

Pero otros tipos de observación e investigación sugieren que no es cierto, o al menos no es probable que sea cierto, sobre entornos de gravedad significativa como la Luna y Marte. Por ejemplo, los fluidos se comportan y fluyen de maneras únicas en cero o microgravedad, que es una de las causas subyacentes de los problemas que sufren las plantas y los humanos, etc. en cero G. Pero los fluidos se comportan casi normalmente incluso en la gravedad de 0.16G del Luna: fluyen cuesta abajo, porque el campo gravitacional crea un “descenso” hacia el cual fluir. Claro, el flujo de fluido es diferente en la Luna que en la Tierra, pero es previsiblemente diferente. De hecho, las primeras predicciones estaban muy cerca del comportamiento real de los fluidos, incluso cuando aún no teníamos experiencia con el flujo de fluidos en la Luna: esperábamos que fuera lo mismo que en la Tierra, pero solo el 16% de la velocidad normal de la Tierra, etc. No se sostiene perfectamente, por supuesto: cosas como la fricción y la tensión superficial afectan el flujo de fluidos mucho más en un ambiente de baja gravedad que en un ambiente de mayor gravedad. Y en cuanto a Marte, los procesos geológicos e hidrológicos que hemos observado son dramáticamente más parecidos a la Tierra de lo que la mayoría de los científicos esperaban. La gravedad de Marte es más del doble de fuerte que la gravedad de nuestra Luna, recuerda.

Una segunda verdad que nuestros sesenta años de vuelo espacial humano nos han golpeado firmemente es que el cuerpo humano se adapta asombrosamente rápido y atemorizante a los cambios en su entorno gravitacional. Inserte aquí todos los datos espeluznantes (y completamente verdaderos) sobre la pérdida de densidad ósea, atrofia muscular, enderezamiento de la columna vertebral, cambios de líquidos, etc. Si el sistema circulatorio humano era menos eficiente para mover todos nuestros diversos fluidos, sin la necesidad de gravedad (que evolucionado porque nuestros cuerpos deben hacerlo a pesar de nuestro entorno normal de un G!), los humanos ciertamente morirían simplemente por la exposición a largo plazo al cero-G.

Pero también es bastante sorprendente lo rápido que el cuerpo humano se adapta de nuevo a la gravedad normal de la Tierra una vez que un astronauta regresa a la Tierra. Claro, el año de Mike en la EEI significó semanas de tiempo de recuperación, pero solo semanas, no meses o años. (Con la excepción de la pérdida de densidad ósea, ese es el verdadero asesino: pero más sobre eso en un segundo) El cuerpo humano tarda más en adaptarse a AUMENTOS en un entorno de gravedad, pero se adapta, o al menos se readapta.

Entonces, para aplicar todo esto a su pregunta sobre los humanos que viven en Marte, o al menos en un entorno de gravedad marciana de 0.38G:

  • Si pesas 100 libras en la Tierra, pesarás aproximadamente 38 libras en Marte. Esto causará debilitamiento en nuestros huesos y una pérdida muscular significativa.

Sí: podemos esperar perder toda la densidad ósea y la densidad muscular que ya no son necesarias para que nuestros cuerpos funcionen en ese entorno de gravedad. Es por eso que cero-G es tan malo a largo plazo: el cuerpo piensa que NO necesita densidad ósea y muy poco músculo, a menos que discutamos con él a través de un ejercicio extenuante. Podemos esperar que el cuerpo humano se adapte rápidamente a la gravedad de Marte, pero no podemos esperar que el cuerpo humano se restablezca a un punto evolutivo “normal” de densidad ósea y tono muscular que funcione para nosotros en la Tierra.

De hecho, la actividad física humana en Marte determinará una amplia gama de densidad ósea y tono muscular para los humanos en Marte, al igual que lo hace para los humanos en la Tierra. Aquellos que regularmente levantan y cargan cosas pesadas, y que hacen cosas extenuantes de alto impacto como correr, saltar, luchar, etc. tendrán huesos más densos e incluso de formas diferentes, así como más músculo que aquellos que hacen cosas de bajo impacto como andar en bicicleta o nadando o aquellos que viven vidas sedentarias … y estoy hablando de usted y yo en la Tierra, así como de usted y yo en Marte. Toda la pérdida ósea y muscular que esperamos ver en un entorno de gravedad marciano sería proporcional a la menor tensión de nivel base que la gravedad ejerce sobre el cuerpo humano: no es una “fragilidad inexorable”, se está adaptando a la nueva normalidad.

Por lo tanto, mientras esos humanos marcianos “pasen toda su vida” en Marte como usted lo considere, es probable que no tengan ningún problema. Tampoco vivirán como John Carter, sin esfuerzo saltando treinta pies en el aire incluso después de años de vida en Marte; de ​​hecho, a juzgar por la rapidez con que el cuerpo humano se adapta a las gotas en gravedad, John Carter se teletransportó de la Tierra a Marte. ¡Su increíble destreza física en 48 horas! Pero no se convertiría en un inválido. Se convertiría en “normalmente adaptado”. Y si continuaba con su vida de aventura físicamente extenuante, continuaría siendo uno de los humanos más atléticos en Marte.

Ahora, sobre biología celular, “flujo de tráfico” y reproducción humana:

  • Los científicos descubrieron que los cambios en la gravedad tenían un efecto significativo en los procesos reproductivos de las plantas. Se determinó que los cambios en la gravedad afectan tanto el “flujo de tráfico” como la formación de la célula. Sexo espacial: estudio de plantas sugiere que la reproducción en gravedad cero es peligrosa. Entiendo que el estudio se centra en la gravedad cero. Sin embargo, la gran diferencia en la gravedad de la Tierra frente a la gravedad de Marte todavía apunta a un gran desafío para la reproducción.

Honestamente, Ewald podría tener razón. Pero no estamos seguros, y sospecho que esto está mal. Sé que está mal aplicar experimentos de flujo de tráfico celular de gravedad cero para predecir el comportamiento celular en entornos de gravedad significativa . La “diferencia masiva” no está entre 0.38G y 1G, sino entre cualquier gravedad detectable y gravedad cero . Y por “detectable” me refiero a suficiente gravedad para crear un flujo en el líquido involucrado, o para influir en la posición de los objetos suspendidos dentro del plasma celular.

¿Cuánta gravedad es exactamente eso? ¿Cuánta gravedad es “suficiente” para que las plantas, los animales y los humanos puedan reproducirse sin riesgos de gravedad cero? No lo sabemos! Pero un compañero llamado Gerald Driggers tiene algunas ideas geniales sobre cómo podemos averiguarlo. Su libro, Mars Close to Home, detalla bastante sobre cómo y dónde podríamos construir una plataforma de investigación de gravedad variable: sugiere una estación espacial giratoria con forma de bastón (lo suficientemente buena para una investigación temprana) en órbita retrógrada lunar. La estación de investigación de gravedad de Driggers usaría la fuerza centrípeta para simular la gravedad. Al ajustar la velocidad de giro, ajusta la fuerza del campo de gravedad con mucha precisión y puede marcar exactamente la gravedad en la que desea experimentar (dentro de las tolerancias de ingeniería de la estación, por supuesto). Por supuesto, Driggers diseñaría la estación para una simulación de 0.38G, pero una vez que dicha estación exista, otras simulaciones de gravedad parcial podrían organizarse fácilmente y mantenerse durante meses e incluso años a la vez. Si los laboratorios y los habs estuvieran ubicados a diferentes distancias del eje de rotación, se podrían simular diferentes campos de gravedad simultáneamente, haciendo felices a todos los investigadores (siempre y cuando los habs de gravedad más liviana estuvieran lo suficientemente lejos del eje de rotación para que la fuerza de Coriolis ¡No molestar a los humanos haciendo el trabajo!).

¡Espero que esto ayude a responder tu pregunta!

*** (Es bastante plausible que los argumentos de Ewald y Gabriel se apliquen a humanos criados en entornos de gravedad “significativos” pero muy débiles, como uno podría encontrar en Ceres, por ejemplo … pero hasta que construyamos entornos de investigación de gravedad variable y hagamos algunos investigación a largo plazo en ellos, o los humanos simplemente se dirigen a Ceres a pesar de los riesgos, simplemente no lo sabremos).

Gracias por el A2A, Richard.

Su pregunta: “¿Los humanos, que han evolucionado en la gravedad terrestre, tendrían problemas de salud cuando nacieran y pasarían toda su vida en la gravedad marciana?”

Una buena pregunta y los científicos solo pueden responder parcialmente. La evolución es lenta, por lo que debemos suponer que nuestro marciano es el mismo tipo de humano que somos.

Los humanos son altamente adaptables pero no infinitamente. Hasta ahora, los experimentos en el espacio indican una pérdida ósea rápida por parte de los astronautas en situaciones de baja gravedad. Tenemos que suponer que alguien en la gravedad marciana tenderá a tener huesos débiles, más débiles de lo que necesitan, independientemente de la gravedad. Nuestros cuerpos requieren apoyo.

También pueden ser más altos ya que, cuando se paran, hay menos presión en su columna vertebral y, por lo tanto, en sus discos. Menos presión = menos compresión y más altura. Algunos sienten que crecerán más, pero no veo ninguna razón para pensar esto. Nuestra altura está determinada en gran medida por la genética y la nutrición. Incluso Marte no me haría alto.

Con menos energía requerida para moverse en baja gravedad, podríamos tender a tener más masa. Sería más difícil quemar calorías sin hacer ejercicio específicamente intenso. Los marcianos perezosos son marcianos gorditos. Nuestro peso, por supuesto, se basa en esa masa en la gravedad de Marte.

De hecho, ese peso extra que llevarían los marcianos podría ser bueno para ellos. La gravedad de Marte es aproximadamente el 40% de las tierras. Entonces, si fuéramos 2.5 veces más masivos, pesaríamos lo mismo que en la Tierra. Eso podría ayudar a nuestros huesos. Pero, por supuesto, es mucha masa para llevar. Todos nos veríamos como pelotas de playa y tendríamos un colesterol alto, por lo que si nuestros cuerpos sobrevivieran, nuestros corazones podrían no.

Finalmente, Marte no tiene campo magnético para hablar. Los niveles de radiación son muy altos. Entonces, alguien nacido en Marte muy probablemente no crecerá en Marte. Lo más probable es que no crezcan en absoluto.

Si. La atrofia muscular y el deterioro óseo se producen rápidamente (10 a 20% de pérdida muscular en misiones cortas; 1 a 2% de pérdida ósea por mes) en la EEI en microgravedad, y eso incluye las 4 horas diarias que hacen ejercicio para mitigar esos efectos. Muchos astronautas se quejan de dolor lumbar.

Aunque no está libre de gravedad, Marte tendría una gravedad significativamente baja, de modo que existiría un grado de pérdida muscular y ósea; La vivienda a largo plazo ciertamente daría lugar a condiciones similares a las que enfrentan los astronautas de la EEI.

Queda por ver a qué conducen la pérdida ósea y muscular. El dolor es una garantía virtual. Posiblemente falla orgánica prematura. Es posible (quizás probable ) que el sexo, el embarazo y la infancia puedan ser peligrosos. Es difícil decir eso con confianza científica: la evidencia experimental no existe. En cualquier caso, la evidencia sugiere efectos menos que espectaculares en el cuerpo.

Lectura adicional:

Mantener la fuerza en el espacio: estudios óseos, musculares y metabólicos

Efecto del vuelo espacial prolongado sobre el músculo esquelético humano

Prevención de la pérdida ósea en el vuelo espacial

Dirección de Misión Científica

Sistema musculoesquelético: pérdida ósea y muscular

Absolutamente:

  • Nacer en condiciones adversas no equivale a estar adaptado a esas condiciones.
  • La radiación en Marte es mucho más severa debido a la falta de un campo magnético global y una atmósfera más delgada. Esto haría que los humanos sean más susceptibles al cáncer. Los astronautas en órbita terrestre baja tienen un 3% más de probabilidades de desarrollar cánceres fatales.
  • Los siguientes serían los peligros obvios como el clima, la falta de luz, la falta de agua, la falta de oxígeno, la falta de fuentes de alimentos, etc.
  • La gravedad de Marte es mucho menor que aquí en la Tierra. Si pesas 100 libras en la Tierra, pesarás aproximadamente 38 libras en Marte. Esto causará debilitamiento en nuestros huesos y una pérdida muscular significativa.
  • Nacer en Marte sugiere que habrá una mujer embarazada en Marte. Es muy probable que el embarazo resulte en un aborto espontáneo. Los científicos descubrieron que los cambios en la gravedad tenían un efecto significativo en los procesos reproductivos de las plantas. Se determinó que los cambios en la gravedad afectan tanto el “flujo de tráfico” como la formación de la célula. Sexo espacial: estudio de plantas sugiere que la reproducción en gravedad cero es peligrosa. Entiendo que el estudio se centra en la gravedad cero. Sin embargo, la gran diferencia en la gravedad de la Tierra frente a la gravedad de Marte todavía apunta a un gran desafío para la reproducción.

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