Was sind die Grenzen des menschlichen Überlebens?

Man hört epische Berichte über Menschen, die Kugeln ins Gehirn überlebten, 10-stufige Freifälle oder Monate auf See. Aber setze einen Menschen irgendwo in das bekannte Universum, außer die dünne Hülle des Weltraums, die sich ein paar Meilen über oder unter dem Meeresspiegel auf der Erde erstreckt, und wir gehen innerhalb weniger Minuten zugrunde. So stark und belastbar der menschliche Körper in manchen Situationen auch ist, im Kontext des Kosmos als Ganzes betrachtet, ist er unheimlich zerbrechlich.

Viele der Grenzen, innerhalb derer ein typischer Mensch überleben kann, sind vollständig etabliert; die altbekannte "Dreiheitsregel" bestimmt, wie lange wir auf Luft, Wasser und Nahrung verzichten können (jeweils etwa drei Minuten, drei Tage und drei Wochen). Andere Grenzen sind spekulativer, weil die Menschen sie selten oder überhaupt getestet haben. Zum Beispiel, wie lange kannst du wach bleiben, bevor du stirbst? Wie hoch in der Höhe kannst du klettern, bevor du erstickst? Wie viel Beschleunigung kann Ihr Körper aushalten, bevor er auseinander bricht?

Experimente im Laufe der Jahrzehnte - einige absichtlich, andere zufällig - haben dazu beigetragen, den Bereich abzustecken, in dem wir buchstäblich leben.

Wie lange können wir wach bleiben?

Es ist bekannt, dass Air Force-Piloten nach drei oder vier Tagen Schlafentzug so verrückt werden, dass sie ihre Flugzeuge abstürzen lassen (nachdem sie eingeschlafen sind). Selbst eine einzige Nachtcreme beeinträchtigt die Fahrfähigkeiten so sehr wie betrunken. Der absolut längste Mensch, der freiwillig wach geblieben ist, bevor er abnickt, ist 264 Stunden (etwa 11 Tage) - ein Rekord, den der 17-jährige Randy Gardner 1965 für ein Highschool-Science-Fair-Projekt setzte. Bevor er am 11. Tag einschlief war im Wesentlichen ein Gemüse mit offenen Augen.

Aber zu welchem ​​Zeitpunkt wäre er gestorben?

Im Juni starb ein 26-jähriger Chinese Berichten zufolge elf Tage lang in einem schlaflosen Versuch, jedes Spiel des Europapokals zu verfolgen. Aber er trank auch überall Alkohol und rauchte, was es schwierig machte, seine Todesursache festzustellen. Kein Mensch ist jemals allein aufgrund von Schlafmangel endgültig gestorben, und aus offensichtlichen ethischen Gründen können Wissenschaftler im Labor nicht die Schwachstelle finden.

Sie haben es jedoch mit Ratten gemacht. 1999 brachten Schlafforscher der University of Chicago Ratten auf eine rotierende Scheibe, die über einem Wasserbecken positioniert war, und zeichneten kontinuierlich die Hirnströme der Ratten mit einem Computerprogramm auf, das den Beginn des Schlafes erkennen konnte. Als die Ratten eingenickt waren, wurde die Scheibe plötzlich gedreht, um sie wach zu halten, indem sie gegen die Wand stießen und drohten, sie ins Wasser zu stoßen. Die Ratten starben durchweg nach zwei Wochen dieses Elends. Vor dem Untergang zeigten die Nagetiere Symptome von Hypermetabolismus, einem Zustand, bei dem die Stoffwechselrate des Körpers im Ruhezustand so stark ansteigt, dass er selbst während der Stillzeit übermäßige Kalorien verbrennt. Hypermetabolismus wurde mit Schlafmangel verbunden.

Wie viel Strahlung können wir aufnehmen?

Die Strahlung stellt eine langfristige Gefahr dar, da sie die DNA mutiert und den genetischen Code so umschreibt, dass Krebszellen wachsen können. Aber wie viel Strahlung wird dich sofort tot treffen? Peter Caracappa, ein Nuklearingenieur und Spezialist für Strahlenschutz am Rensselaer Polytechnic Institute, wird 5 und 6 Sieverts (Sv) innerhalb weniger Minuten zu viele Zellen zerfasern, die Ihr Körper sofort reparieren kann. "Je länger der Zeitraum ist, über den die Dosis angesammelt wird, desto höher ist dieser Bereich, da sich der Körper auch in dieser Zeit selbst repariert", sagte Caracappa zu den Kleinen Mysterien des Lebens.

Zum Vergleich: Einige Arbeiter im japanischen Atomkraftwerk Fukushima absorbierten pro Stunde 0,4 bis 1 Sv Strahlung, während sie im März gegen die Nuklearkatastrophe kämpften. Obwohl sie kurzfristig überlebten, erhöhte sich ihr lebenslanges Krebsrisiko, haben Wissenschaftler gesagt.

Selbst wenn man Atomkatastrophen und Supernova-Explosionen vermeidet, erhöht die natürliche Hintergrundstrahlung, die wir alle auf der Erde erfahren (aus Quellen wie Uran im Boden, kosmischer Strahlung und medizinischen Geräten), die Wahrscheinlichkeit, in einem Jahr Krebs zu entwickeln, um 0,025 Prozent. Sagte Caracappa. Dies setzt eine bizarre Obergrenze für die menschliche Lebensspanne.

"Eine durchschnittliche Person ..., die jedes Jahr über 4.000 Jahre lang eine durchschnittliche Hintergrundstrahlungsdosis erhält, wäre in Abwesenheit aller anderen Einflüsse vernünftigerweise davon überzeugt, einen strahlungsinduzierten Krebs zu bekommen", sagte Caracappa. Kurz gesagt, auch wenn es uns schließlich gelingt, alle Krankheiten auszurotten und die genetischen Befehle abzuschalten, die unseren Körper zum Altern bringen, Pech: Wir werden niemals älter als 4000 Jahre sein.

Wie viel können wir beschleunigen?

Der Brustkorb schützt unser Herz vor einem harten Schlag, aber es ist eine schwache Sicherheit gegen die Arten von Drangsal, die Technologie heute ermöglicht hat. Wie viel Beschleunigung können unsere Organe vertragen?

Die NASA und die Militärforscher haben diese Frage für die Zwecke der sicheren Raumschiff- und Flugzeugkonstruktion weit geklärt. (Sie wollen nicht, dass Astronauten beim Abheben ohnmächtig werden.) Seitliche Beschleunigung - zuckend zur Seite - tut eine Anzahl an unseren Innenseiten wegen der Asymmetrie der Kräfte. Laut einem kürzlich erschienenen Artikel in Popular Science können 14 G Seitenbeschleunigung Ihre Organe voneinander lösen. Eine Kopf-Fuß-Bewegung stürzt das ganze Blut auf die Füße. Zwischen 4 und 8 longitudinale Gs werden dich ausknocken. (Eine Kraft von 1 G ist die normale Gravitationskraft, die wir hier auf der Erde spüren, während 14 G gleich der Anziehungskraft eines Planeten sind, 14 mal so massiv.)

Vorwärts- oder Rückwärtsbeschleunigung scheint am einfachsten für den Körper zu sein, weil sie es dem Kopf und dem Herzen erlauben, gemeinsam zu beschleunigen.Militärexperimente in den 1940er und 1950er Jahren mit einem "menschlichen Verzögerer", im Wesentlichen einem Raketenschlitten, der über die Edwards Air Force Base in Kalifornien hin- und herpendelte, legen nahe, dass wir mit einer Geschwindigkeit von 45 Gs oder dem Äquivalent der Erdanziehungskraft langsamer werden können 45 Erden, und lebe noch, um darüber zu reden. Bei dieser Rate verlangsamen Sie von 630 Meilen pro Stunde auf 0 mph in Bruchteilen einer Sekunde über ein paar hundert Fuß. Wir gehen wahrscheinlich in eine Tüte mit Ersatzteilen von etwa 50 G, schätzen die Forscher.

Mit welchen Umweltveränderungen können wir umgehen?

Individuen unterscheiden sich sehr darin, wie gut sie Abweichungen von normalen atmosphärischen Bedingungen tolerieren, ob dies nun Änderungen der Temperatur, des Drucks oder des Sauerstoffgehaltes der Luft sind. Grenzen des Überlebens hängen auch davon ab, wie langsam Umweltveränderungen einsetzen, weil der Körper seinen Sauerstoffverbrauch und Metabolismus als Reaktion auf äußere Bedingungen allmählich anpassen kann. Aber einige grobe Schätzungen unserer Bruchstellen können gemacht werden.

Die meisten Menschen leiden nach 10 Minuten unter extrem feuchter Hitze (60 Grad Celsius) an Hyperthermie. Der Tod durch Kälte ist schwieriger zu begrenzen. Eine Person erlischt in der Regel, wenn ihre Körpertemperatur auf 70 Grad F (21 Grad C) sinkt, aber wie lange dies dauert, hängt davon ab, wie "an der Kälte" gearbeitet wird und ob eine mysteriöse, latente Form des Winterschlafs einsetzt , von dem bekannt ist, dass es passiert.

Die Grenzen des Überlebens sind für langfristigen Komfort besser etabliert. Nach einem NASA-Bericht von 1958, Menschen können unbegrenzt in Umgebungen leben, die zwischen ungefähr 40 ° F und 95 ° F (4 und 35 ° C) liegen, wenn die letztere Temperatur bei nicht mehr als 50% relativer Feuchtigkeit auftritt. Die Maximaltemperatur steigt bei geringer Luftfeuchtigkeit nach oben, da ein geringerer Wassergehalt in der Luft das Schwitzen erleichtert und somit kühl bleibt.

Wie in jedem Science-Fiction-Film, in dem der Helm eines Astronauten außerhalb des Raumfahrzeugs aufspringt, bestätigt wird, geht es uns bei abnormem Sauerstoff- oder Druckniveau nicht besonders gut. Bei Atmosphärendruck enthält Luft 21 Prozent Sauerstoff. Wir sterben an Anoxie, wenn diese Konzentration um 11 Prozent sinkt. Zu viel Sauerstoff tötet auch, indem nach und nach eine Entzündung der Lunge im Laufe von einigen Tagen verursacht wird.

Wir werden ohnmächtig, wenn der Druck unter 57 Prozent des atmosphärischen Drucks fällt - das entspricht dem in einer Höhe von 15.000 Fuß (4.572 Meter). Kletterer können höher pushen, weil sie ihre Körper nach und nach an den Sauerstoffabfall gewöhnen, aber niemand überlebt lange ohne einen Sauerstofftank über 26.000 Fuß (7925 m).

Das sind ungefähr 8 Kilometer. Der Rand des bekannten Universums liegt 46 Milliarden Lichtjahre weiter entfernt.

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