Qual è il limite di gravità che un essere umano può sopportare?

La nostra impalcatura di ossa e muscoli funziona quaggiù, ma che cosa accadrebbe altrove? Un astronauta ben allenato sarebbe teoricamente in grado di camminare su un pianeta che abbia al massimo quattro volte la massa della Terra.

Uno degli uomini più forti del mondo è Hafthor Bjornsson, l'attore islandese noto per interpretare "La Montagna" nella serie televisiva Il Trono di Spade. Nel 2015, egli riuscì a compiere 5 passi con un tronco di quasi 650 kg sulla schiena. Per molti il suo record è soltanto una notizia curiosa, ma la capacità del corpo umano di resistere a forze di questo tipo è cruciale per l'esobiologia, la scienza che indaga sulle possibilità di vita oltre la Terra.

Qual è il limite di sollecitazione gravitazionale che un essere umano può sopportare? Se lo sono chiesti alcuni fisici dell'Università di Zagabria, in Croazia. La loro conclusione è che la struttura portante del nostro corpo, l'apparato muscolo-scheletrico, potrebbe resistere al massimo in un pianeta che abbia quattro volte la massa della Terra. Al di sopra di questo limite, la forza di gravità o forza peso, ossia la forza esercitata da un qualsiasi pianeta su un qualsiasi corpo, lungo la perpendicolare passante per il suo centro, sarebbe tale da schiacciarci, sbriciolare le nostre ossa o comunque impedirci di camminare.

I calcoli
Nell'elaborazione preliminare del loro modello, descritta su arxiv.org, gli scienziati si sono concentrati su tre parametri: la capacità delle ossa di resistere alla compressione, la flessibilità muscolare e le oscillazioni cui sottoponiamo gli arti inferiori quando camminiamo.

Stabilito che F, cioè la forza di gravità, è data dal prodotto della massa m per la costante di accelerazione gravitazionale g (pari a 9,8 m/s²), sappiamo che la tibia umana potrebbe sopportare 90 volte g prima di sgretolarsi. Se però su questo ipotetico esopianeta volessimo camminarci, il valore andrebbe rivisto: lo stress dinamico e gli effetti di torsione abbasserebbero il limite di g sopportabile a 10. Quando però in questo sistema introduciamo i muscoli, si scopre, dicono i ricercatori, che anche un fisico allenato resisterebbe al massimo a un valore di 5 g.

Muoversi non basta: vogliamo immaginare di camminare in modo eretto. Una camminata non è altro che un insieme di cadute evitate, con un continuo spostamento di baricentro che, sulla Terra, abbiamo imparato a gestire sotto un'accelerazione di 9,8 Newton per ogni chilo di massa corporea. Un uomo dalle doti fisiche eccezionali come La Montagna, riuscirebbe forse - a fatica - a camminare in un pianeta che abbia una gravità pari a 4,6 volte quella terrestre.

Poiché il cuore umano ha una soglia di tollerabilità massima attorno ai 5 g, possiamo pensare che il nostro limite di sopportazione si situi vicino a questo valore. Ma non tutti i futuri astronauti hanno il fisico della Montagna, quindi, più realisticamente, anche per una persona ben allenata, tale limite va situato tra i 3 e i 4 g.

La maggior parte degli esopianeti rocciosi finora scoperti ha comunque una massa inferiore a quella di 1,6 Terre. Inoltre, è decisamente improbabile che l'uomo possa mettere piede su un corpo celeste esterno al nostro Sistema Solare: più che di un problema vero e proprio, si tratta dunque di uno spunto di ragionamento "didattico".

Fonte: focus.it - Autore Elisabetta Intini
Effects of exoplanetary gravity on human locomotor ability