اگر گرانش متوقف شود، چه اتفاقی می‌افتد؟

شاید حداقل یک بار به این پرسش جالب فکر کرده باشید: چه می‌شود اگر انسان‌ها به طور طبیعی وابسته به زمین نباشند. انسان برخلاف بسیاری از پرنده‌ها و حشره‌ها، با قابلیت بیولوژیکی سرپیچی از گرانش یا همان نیرویی که به‌معنای واقعی کلمه پاهایمان را روی زمین نگه می‌دارد، به دنیا نیامده است.

گرانش در کنار نیروهای هسته‌ای قوی، نیروهای هسته‌ی ضعیف و الکترومغناطیس یکی از چهار نیروی بنیادی طبیعت محسوب می‌شود. گرانش به نیروی جاذبه‌ی بین دو جسم مشخص گفته می‌شود. هر چیزی در جهان که دارای جرم است صرف‌نظر از اینکه یک صخره‌ی مرجانی، عنکبوت یا یک خواننده‌ی پاپ محبوب باشد، اجسام دیگر را با جرم جذب می‌‌کند. قدرت این جاذبه به میزان سنگین‌ بودن اجرام و فاصله‌ی آن‌ها از یکدیگر بستگی دارد.

با شنیدن کلمه‌ی گرانش، سیاره‌ها به ذهنتان می‌آیند و به همین دلیل تصور آن در مقیاس‌های کوچک‌تر اندکی دشوار می‌شود. شاید به همین دلیل است که این پیش‌نیاز اساسی برای موجودیت ما نادیده گرفته می‌شود؛ اما اگر گرانش از کار بیفتد، چه اتفاقی رخ می‌دهد؟ اگر گرانش ناپدید شود یا به یک‌دهم کاهش پیدا کند چطور؟ بر اساس قوانین فیزیک، سناریوی حذف ناگهانی گرانش از زمین غیرممکن است و سیاره به همین دلیل خوش‌شانس است، زیرا در صورت حذف گرانش، اتفاق‌های بسیار ناگواری رخ خواهند داد. در این مقاله به پیامدهای ناپدید شدن گرانش اشاره می‌کنیم که خواندنشان می‌تواند برایتان جالب باشد.

بدیهی است در صورت از بین رفتن گرانش مشکلات زیادی رخ خواهد داد. در مقیاس‌های کوچک‌تر، عملکرد بدن مختل خواهد شد.

فضانوردها تجربه‌ی زیادی در زندگی در محیط ریزگرانش دارند. «نیروی جی صفر» یا همان چیزی که معمولا به اشتباه «گرانش صفر» نامیده می‌شود، از نظر طبیعت معادل «حالت بی‌وزنی» است. این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که شتاب فضاپیما گرانش زمین را خنثی کند. روی کاغذ شاید این اتفاق به نظر جذاب برسد، اما در عمل و برای مدت طولانی می‌تواند برای سلامت انسان خطرناک و حتی کشنده باشد.

ازآنجاکه انسان‌ها روی زمین که محیطی تحت تأثیر گرانش است، متولد می‌شوند، رشد بدن به‌شدت تحت تأثیر نیروی کششی رو به پائین گرانش قرار می‌گیرد. درواقع بدن ما تحت فشاری ثابت قرار دارد و ماهیچه‌ها و استخوان‌هایمان در برابر این فشار مقاوم می‌شوند. حالا اگر گرانش برای مدتی طولانی ناپدید شود و فشار مکانیکی اثر خود را از دست بدهد، بدن سلول‌های استخوان‌ساز کمتری را تولید می‌کند و به این ترتیب استخوان‌ها جرم خود را از دست می‌دهند و نسبت به شکستگی آسیب‌پذیر می‌شوند.

نبود گرانش پیامدهای شدیدتری را در پی خواهد داشت. در این شرایط کلسیمی که در حالت عادی در استخوان ذخیره می‌شود وارد جریان خون می‌شود و پیامدهایی مثل سنگ کلیه، مشکلات حرکتی شکم و بسیاری از عارضه‌های دیگر را به دنبال خواهد داشت. بر اساس پژوهش‌ها، استحکام استخوان (۱۴ درصد پس از شش ماه اقامت فضایی) و توده‌ی عضلانی فضانوردها (تا ۲۰ درصد ظرف ۵ الی ۱۱ روز) به شکل چشمگیری کاهش می‌یابد.

جالب است بدانید که انسان‌ها بیش از پنج حس دارند. حس تعادل یکی از مهم‌ترین حس‌ها است که به ما کمک می‌کند بالا و پائین را از یکدیگر تشخیص دهیم و از سقوط جلوگیری می‌کند. این حس درونی تعادل همان حسی است که امکان راندن دوچرخه، راه رفتن روی خط صاف، ایستادن روی یک پا یا حرکت سر و پاها بدون انحراف را فراهم می‌کند.

تمام کارهای یادشده به واسطه‌ی سیستمی پیچیده درون گوش داخلی افراد امکان‌پذیر شده‌اند. این سیستم مسیر حرکت بدن، مسیرهای مختلف و ارتباط آن‌ها با موقعیت فعلی افراد را حفظ می‌کند و گرانش نقش مهمی در تمام این فعالیت‌ها دارد.

اندام‌های تنظیم تعادل در گوش که شامل سنگ‌گوش و کانال‌های نیمه دایره‌ای است، برای بقای انسان ضروری نیستند. با این‌حال حذف آن‌ها، مشکلات زیادی را به دنبال خواهد داشت. برای درک بهتر، تصور کنید سوار کشتی شهربازی هستید و دراثر حرکت مداوم به عقب و جلو، دچار حالت تهوع شده‌اید، اما هیچ راه فراری ندارید. این وضعیت در صورت بروز مشکل در اندام‌های گوش داخلی به وجود می‌آید.

قلب انسان روزانه بیش از ۷۵۰۰ لیتر خون پمپاژ می‌کند. گرانش نقشی حیاتی در این فرآیند ایفا می‌کند و ازآنجاکه بدن انسان به زندگی روی زمین عادت کرده است، مقدار تلاشی که قلب انجام می‌دهد به نیروی گرانش بستگی دارد. حذف نیروی گرانش از این معادله می‌تواند بخش‌های حیاتی بدن مثل دست و پا و دستگاه گوارش را از خون محروم کند.

به نقل از نیچر، ناپدید شدن ناگهانی گرانش به‌شدت بر فشار خون تأثیر می‌گذارد. در شرایط عادی، مغز نزدیک به ۶۰ تا ۸۰ میلی‌متر جیوه فشار را تحمل می‌کند، در حالی که فشار پاها به دلیل تحمل کل وزن بدن به ۲۰۰ میلی‌متر جیوه می‌رسد. این تعادل ایده‌آل در فشار خون به لطف گرانش برقرار شده است.

حالا اگر گرانش به‌طور ناگهانی ناپدید شود، چنین اتفاقی رخ خواهد داد: فشار خون در کل بدن به ۱۰۰ میلی‌متر جیوه خواهد رسید و آثار آن به سرعت خود را نشان می‌دهند. در درجه‌ی اول صورت به دلیل تخلیه‌ی مایعات پاها ورم می‌کند، بینایی به شدت کاهش می‌یابد، عروق خونی پاره می‌شوند و همچنین ممکن است دچار سکته شوید که می‌تواند به آسیب دائمی در مغز منجر شود. همچنین تعداد سلول‌های قرمز خونی کاهش می‌یابند که با عنوان عارضه‌ی کم‌خونی شناخته می‌شود و می‌تواند به کمبود اکسیژن، زمان احیای طولانی‌تر پس از حادثه و سیستم ایمنی به شدت آسیب‌پذیر بینجامد.

با وجود پژوهش‌های متعدد، هنوز کاملا مشخص نیست که چرا انسان‌ها برای بقا به خواب نیاز دارند. تنها چیزی که متخصصین می‌دانند این است که ارتباطی قوی بین گرانش و الگوهای خواب و کیفیت خواب وجود دارد و بدون آن، خواب به شدت مختل خواهد شد.

فضانوردها به ندرت خواب خوب را تجربه می‌کنند. این مشکل به ویژه در پروازهای فضایی بلندمدت یا تجربه‌ی گرانش کم در مدت زمان طولانی رخ می‌دهد. حتی عمل ساده‌ی درازکشیدن هم برای آن‌ها بسیار دشوار است؛ زیرا وقتی هیچ بالا و پائینی وجود ندارد، چگونه می‌توانند روی یک جای مشخص دراز بکشند؟ همچنین ساعت بدن آن‌ها که بر الگوهای خواب تأثیر می‌گذارد، مختل می‌شود. به علاوه، از آنجا که هیچ گرانشی برای حفظ آن‌ها هنگام خواب وجود ندارد، استفاده از کیسه‌های خواب محکم یک ضرورت به شمار می‌رود.

همچنین اگر حتی بتوانید در شرایط بدون جاذبه بخوابید، بعید است تجربه‌ی خواب خوبی داشته باشید. بر اساس پژوهشی در سال ۲۰۱۸، از آنجا که گرانش در ساعت‌های بیداری بر بدن تأثیر می‌گذارد در طول خواب هم بی‌تأثیر نیست این پژوهش نشان می‌دهد گرانش بر خواب REM‌ (حرکت چشمی سریع) هنگام رویا دیدن تأثیر می‌گذارد. خواب REM زمانی ممکن است که بدن در حالت مناسبی دراز کشیده باشد.

شاید واضح‌ترین اثر حذف ناگهانی گرانش این باشد که هیچ چیز سر جای خود باقی نمی‌ماند. می‌توانید نبود گرانش را به صورت شناور شدن همه چیز در آسمان تصور کنید. با این‌حال واقعیت بسیار فراتر از این سناریو خواهد بود. همه چیز بسیار بی‌نظم‌تر و تا حدی خنده‌دار و البته بسیار آشفته خواهد شد.

گرانش، دلیل قرار گرفتن خودرو و وسایلتان درون محل کار و دلیل قرار گرفتن اعضای خانواده در خانه‌هایشان است. با این‌حال به یاد داشته باشید که زمین در حال حرکت پیوسته است. شخصی که روی استوای زمین ایستاده در واقع با سرعت بیشتر از ۱۶۰۰ کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کند. وقتی یک خودرو به صورت ناگهانی شتاب می‌گیرد، اشیا و افراد داخل آن هم به شدت تکان می‌خورند. از این نظر حذف گرانش درست به حذف کل کمربندهایی شباهت دارد که از حرکت همه چیز روی زمین به اطراف جلوگیری می‌کنند.

به طور خلاصه در نبود گرانش همه چیز با استحکام کافی روی زمین قرار نمی‌گیرد؛ چه انسان باشد، چه میز یا خودرو، همه چیز با سرعت بالایی به اطراف پرتاب خواهند شد. حتی خانه‌ها و ساختمان‌ها هم در امان نخواهند بود و در نهایت خرابی زیادی به بار خواهد آمد.

هر چیزی که پس از حذف گرانش به اطراف حرکت کند، مدت زیادی روی زمین باقی نخواهد ماند. با چرخش زمین تمام اشیاء صرف‌نظر از اینکه چقدر بزرگ باشند به داخل فضا شناور خواهند شد. فکر می‌کنید با بودن در ساختمانی بزرگ یا یک مرکز تجاری از این اتفاق در امان خواهید بود؟ دوباره فکر کنید. در واقع با آشفته شدن همه چیز خود را در حالت شناور به سمت سقف خواهید دید. اگر بتوانید از این مرحله جان سالم به در ببرید (البته لازم به ذکر است که تجهیزات و وسایل و لوازم هم شناور خواهند شد)، می‌توانید شاهد حرکت و شناور شدن کل ساختمان با سرعتی بالا باشید.

و اگر فکر می‌کنید که تنها اشیا تحت تأثیر نبود گرانش قرار می‌گیرند، در اشتباهید. گرانش سیاره‌ها است که باعث حفظ قمرها در مدار می‌شود. به بیان دیگر وقتی گرانش زمین با ما خداحافظی کند، ماه هم از ما خداحافظی خواهد کرد.

وقتی می‌گوییم در نبود گرانش همه‌چیز ناپدید می‌شود، منظور از همه چیز صرفا اشیاء نیست، بلکه شامل محیط‌ها و منابع طبیعی بزرگ‌تری نیز می‌شود.

توده‌های آبی روی خاک زمین باقی نخواهند ماند و قطعا چشم‌انداز رعب‌آوری به وجود خواهد آمد. حجم عظیم آب‌ها به بالا می‌روند و مانند موشک به فضا پرتاب می‌شوند. این توده‌های آبی با دور شدن از زمین، فرو می‌پاشند و توده‌های کوچک‌تری را شکل می‌دهند که به مرور از یکدیگر فاصله می‌گیرند.

در نقطه‌ای احتمالا شاهد وال‌ها، دلفین‌ها، کوسه‌ها و اختاپوس‌ها و انواع حیات دریایی خواهید بود که علی‌رغم میل خود در حال پرواز و دور شدن در زندان‌های آبی حبابی هستند. شاید در ابتدا دیدن این صحنه‌ها سرگرم‌کننده باشد، اما بسیاری از این موجودات ممکن است بر اثر شوک، تغییرات دمایی و فشاری چشمگیر بمیرند و دیگر پیامدهای خطرناک پروازهای غیرمنتظره را تجربه کنند.

شاید جو زمین را به عنوان جسمی که تحت تأثیر گرانش قرار دارد درنظر نگیرید. با این‌حال قطعا نبود گرانش بر آن تأثیر خواهد گذاشت. نبود جو پیامدهای وحشتناکی را برای سیاره زمین در پی خواهد داشت.

درست مانند بسیاری از توده‌های آبی زمین، گرانش تنها چیزی است که جو زمین را حفظ می‌کند. در واقع، کشش گرانشی نسبتا ضعیف ماه علت وجود جو بسیار ضعیف در مقایسه با زمین است. از آنجا که در نبود گرانش تمام چیزهای روی زمین حالتی بی‌نظم و آشفته به خود می‌گیرند، مولکول‌های جو هم ناگهان سر از فضای خارجی درمی‌آورند. بدیهی است جو شامل اکسیژنی است که به اغلب موجودات روی زمین زندگی می‌بخشد.

همچنین اگر جو زمین ناپدید شود، فشار هوا به سرعت و به شکل چشمگیری تغییر می‌کند. در این شرایط اگر در هواپیما باشید ممکن است گوش‌هایتان گرفته شوند که معمولا هنگام اوج گرفتن هواپیما این احساس را تجربه می‌کنید. نبود جو باعث می‌شود این وضعیت صد برابر بدتر شود.

باید تاکید کرد که احتمال سناریوی زمین فاقد گرانش، صفر است، زیرا تنها راه برای تغییر گرانش زمین، تغییر جرم آن خواهد بود. از آنجا که جرم زمین ثابت است و چیزی وجود ندارد که باعث از بین رفتن بخش‌های بزرگ سیاره‌مان شود، خطری ما را تهدید نمی‌کند. این خبر مایه خوشحالی است، زیرا در صورت ناپدید شدن گرانش، سیاره ما محکوم به نابودی خواهد بود.

گرانش در واقع عامل حفظ زمین است و مانند چسبی هسته‌ داخلی، هسته خارجی، گوشته و پوسته‌ی زمین را به یکدیگر وصل می‌کند و به این ترتیب این لایه‌ها در حین چرخش زمین به دور محور خود و در مدار خورشید ثابت باقی می‌مانند؛ اما در نبود این چسب یا گرانش، هسته‌ داخلی زمین به دلیل فشار شدید در انفجاری عظیم منهدم خواهد شد. در این شرایط زمین به چند توده تقسیم می‌شود که در فضا شناور خواهند بود.

به نقل از ناسا، خورشید به‌قدری بزرگ است که می‌تواند یک میلیون زمین را در خود جا دهد. این ستاره به دلیل ابعاد و نیروی گرانشی عظیم و قرار گرفتن در مرکز منظومه شمسی، زمین و دیگر سیاره‌ها را در مدارهای مشخصی کنترل می‌کند. گرانش عامل حفظ گازهای سوزان خورشیدی در حالتی توپ‌مانند است. این مسئله برای دیگر ستاره‌ها هم صدق می‌کند. از سویی سیاه‌چاله‌ها به شکل باورنکردنی سنگین هستند؛ به گونه‌ای که حتی نور هم نمی‌تواند از کشش گرانشی آن‌ها فرار کند.

اگر این آزمایش ذهنی را گسترش دهید و گرانش را نه فقط از زمین بلکه از خورشید و دیگر اجرام آسمانی حذف کنید، نتیجه‌ی خوشایندی به دست نخواهید آورد. بدون نیروی گرانشی که خورشید را حفظ کرده، فشارهای شدید در هسته‌ی خورشید باعث انفجاری عظیم خواهند شد. همین اتفاق می‌تواند برای تمام ستاره‌های جهان رخ دهد. به دلیل دور بودن دیگر ستاره‌ها از زمین، بعید است که زمینی‌ها شاهد این نمایش آسمانی باشند.

اگر آزمایش فکری حذف گرانش را به کل جهان تعمیم دهیم چه اتفاقی رخ خواهد داد؟ اگر هیچ گرانشی نه تنها روی زمین بلکه در هیچ نقطه‌ای از جهان وجود نداشته باشد، نتیجه چه خواهد بود؟ به بیان ساده، دیگر چیزی وجود نخواهد داشت که بخواهید تفکیک یا تحسین کنید. در چنین شرایطی کل جهان کاملا تخت و بدون ویژگی خواهد شد.

فرض کنید می‌توانید از جهان بیرون بروید و آن را خارج از مرزهایش ببینید. در این حالت تنها یک خلأ کسل‌کننده و خالی را تماشا خواهید کرد، زیرا گرانشی که عامل وجود سیاره‌ها، ستاره‌ها و سیاه‌چاله‌ها بود دیگر وجود ندارد و تنها شاهد نسخه‌ای تهی از جهان خواهید بود. از آنجا که هیچ سیاره‌ای برای شکل‌گیری حیات وجود ندارد، امکان رشد حیاتی که می‌شناسیم در این خلأ بی‌پایان وجود نخواهد داشت.

برای درک بهتر نبود گرانش و پیامدهای وحشتناک آن، باید هر کدام از پیامدها را به صورت جداگانه شرح داد. با این‌حال گرچه حذف گرانش از زمین غیرممکن است، در صورت نبود آن تمام اتفاق‌های بد به صورت همزمان رخ خواهند داد. در درجه‌ی اول بدن شما دچار اختلال می‌شود، اجسام مختلف به اطراف حرکت می‌کنند، اقیانوس‌ها و جو از زمین می‌گریزند، خود سیاره‌ی زمین مانند بیسکویتی که با چکش خورد شده است از هم می‌پاشد. علاوه بر این، عزیمت ماه می‌تواند به زمین‌لرزه منجر شود.

اگر کسی تنها به مدت پنج دقیقه از چنین شرایطی جان سالم به در ببرد، شبیه به معجزه خواهد بود؛ زیرا در چنین شرایطی هیچ کس نمی‌تواند حتی بدود یا فرار کند.

هنوز مجهولات زیادی درباره گرانش وجود دارد، گرچه بدیهی است که گرانش برای ادامه حیات روی زمین ضروری است و سیاره‌ها به آن وابسته‌اند. با این‌‌حال پرسش «در نبود گرانش چه می‌شود؟» جالب توجه است؛ اما تا زمانی که آن را به صورت واقعی تجربه نکنیم، نمی‌توانیم از تمام پیامدهایش سخن بگوییم.