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居住可能性

「ヒトが生活できる重力の上限は4g 」との研究結果

2018年10月3日(水)19時00分
松岡由希子

「ヒトが生活できる重力の上限は4g 」Sergey Khakimullin-iStock

<惑星の重力がヒトの運動能力にもたらす作用についての研究で、「ヒトが生活できる重力の上限は4g」ということが明らかになった>

人類が居住可能な環境の中で、表面重力も重要な指標

長年、研究者たちは、地球以外で人類が居住可能な惑星を探索し続けてきた。惑星の居住可能性の評価においては、温度や日射量、気圧、大気組成のみならず、ヒトが起き上がって直立したり、合理的な速さで歩行できる環境かどうかを判断するうえで、表面重力も重要な指標にあげられる。

では、ヒトが長期間にわたって生活できる表面重力の限界は、いったいどれくらいなのであろうか。クロアチアのザグレブ大学の研究プロジェクトでは、2018年8月、惑星の重力がヒトの運動能力にもたらす作用についての研究論文をオンラインプラットフォーム「アーカイヴ」で先行公開した。この論文では「重力が4gを超えると、ヒトは通常の歩行ができなくなる」と結論づけている。

トレーニングによって3gから4g程度の重力に耐えうる

研究プロジェクトでは、まず、体重50キログラムのヒトの骨格が耐えられる重力の上限値を分析。静的圧縮応力のみを考慮した場合、その上限は地球の重力の90倍を超えるが、ヒトが動く際の動的応力も考慮すると、地球の重力1gのおよそ10倍がその上限であった。

一方、座ったり、横になったりしている状態から身体を起き上がらせる筋力がはたらく上限は5gで、重力がもたらす応力は骨格よりも筋肉のほうが大きいこともわかっている。

また、研究プロジェクトは、ヒトの足を倒立振子とし、歩行運動でのエネルギー消費を考慮した独自モデルを考案。このモデルを使って、歩行運動における重力の上限を分析したところ、649キログラムを背負って歩行する力持ちの男性で、その上限が約4.6gであることが明らかとなった。

言うまでもなく、私たち人間の骨格や筋肉は地球の重力に適したものとなっているため、重力の高い環境下ではうまく機能しないおそれがあるが、研究プロジェクトの考察によれば、フィジカルトレーニングによって3gから4g程度の重力に耐えうる強度を備えることは可能だという。

重力が5g以下と推定される太陽系外惑星は469個

2018年1月時点で確認されている太陽系外惑星は3605個。そのうち594個の惑星において、重力の算出に必要な数値である半径や質量が明らかになっており、重力が5g以下と推定されるのは469個にのぼる。居住可能性の観点からも、これらの惑星は有力な候補となりうるだろう。

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