Iepriekšējā rakstā minēju gaisa spiedienu starpību un dažas no tā izrietošās sekas. Domājot par šiem procesiem, radās ideja apskatīt domu eksperimentu, kur cilvēks ir pakļauts vakuuma iedarbībai. Fantastikas u.c. žanru filmās, grāmatās ir plaši sastopami sprāgstoši objekti vakuumā (ieskaitot cilvēkus), kas nebūt nav vienīgais izdomātais scenārijs. Pirms plašāk apskatu tematu, kā vienmēr ievadjautājums:

Vakuums. Sākot domāt, kas tas īsti ir, pats apmulsu, ņemot vērā dzirdētās lietas, sākot ar nulles punkta kvantu enerģijām, bet beidzot ar melnām, tumšām matērijām un enerģijām. Par laimi pietiks ar tradicionālo definīciju, ka tas ir telpas apgabals, kas ir brīvs no matērijas. Patiesību sakot, mūsu Saules sistēmā esošais vakuums neapmierina šādu definīciju, jo starpplanētu telpā uz 1 kubikcentimetru vidēji ir 10 molekulas. Tomēr Zemes atmosfērā jūras līmenī ir vidēji 2.5*10^19 molekulas vienā kubikcentimetrā. Atšķirība ir tik milzīga, ka šajā rakstā aplūkoto procesu ietvaros tas patiešām būs vakuums.

Šī ideja par cilvēka eksplodēšanu vakuumā nāk no ikdienas dzīves pieredzes par spiedienu starpību. Ņemot triviālus novērojumus par vielām, to mijiedarbību, cilvēki to eskalē arī līdz situācijai “cilvēks vakuumā”. Ja vakuumā no ārpuses uz cilvēku nav spiediens, tad viss, no kā sastāv cilvēks, gribēs izplesties, vārīties un iztvaikot. Pēkšņa vakuuma iedarbība to padarītu par sprādzienu. Patiesība ir tāda, ka tā nav, jo …

Reālā scenārija iegūšanai apskatīšu, manuprāt, galvenos procesus, lai ieskicētu bildi. Tomēr jo vairāk domā, jo vairāk var iedziļināties un pazust tēmā, tāpēc apskats ne tuvu nav pilnīgs. Plāna punkti:

Niršana ūdenī un bankas

Hobija un tūrisma līmenī ir iespējams nirt līdz pat 30 metriem, neuztraucoties par veselību. Meistarklases līmenis grozās ap 100 metriem. Virs jūras līmeņa ir 1 atmosfēras spiediens. Ir viegli parādīt, ka pēc katriem 10 metriem (aptuveni) zem ūdens  parādās papildu 1 atmosfēras spiediens ūdens staba spiediena dēļ, kas atrodas virs nirēja:

\begin{array} {lcl} p(H_2O) & = & \rho gh \\ & = & 1000 [\frac{kg}{m^3}]\cdot 9.8[\frac{m}{s^2}]\cdot 10[m] \approx 10^5[\frac{N}{m^2}] = 1 [atm] \end{array}

Tātad 30 metru dziļumā uz cilvēku darbojas 4 atmosfēru liels spiediens. Tas ir par 3 atmosfērām lielāks, nekā mēs ikdienā esam pieraduši. Un tomēr nirstam bez speciāla ekipējuma, lēnām uznirstam un viss kārtībā. Ja cilvēka āda un iekšējie orgāni iztur tādu spiediena starpību, tad neredzu iemeslu domāt, ka otrs scenārijs kaut kā atšķiras. Tas ir, gadījumā, ja ārpus ķermeņa ir mazāks spiediens, tad āda (u.c. orgāni) arī izturēs. Turklāt mūsu ikdienas dzīves un vakuuma spiediena starpība ir relatīvi maza jeb 1 atmosfēra. Kas attiecas uz, piemēram, ūdens, kas ir ļoti daudz cilvēka sastāvā, iztvaikošanu, tad 1 atmosfēras spiediena starpībai ir grūti piekļūt pašam ūdenim, jo 60 – 70% no ūdens atrodas šūnās, kas var izturēt doto spiediena starpību. Tāpat arī neuzvārīsies asinis, jo pie vidējā asinsspiediena ūdens vārīšanās temperatūra ir aptuveni 10 grādus virs ķermeņa temperatūras. Ja sirds apstājas, tad asinis gan varētu sākt vārīties, bet ne iztvaikot.  Atgriežoties pie ūdens – iztvaikošana notiks, bet, pirmkārt, tās būs atklātās zonas, kā mute, deguns, acis, plaušas, otrkārt, ādas virsējie slāņi, lai gan, manuprāt, ļoti neefektīvi iztvaikos. Agrāk izplatītas bija t.s. bankas, ko lika visbiežāk uz muguras ārstniecības (alternatīvā) nolūkos. Stikla kolbā sakarsēja gaisu, ko ātri pielika pie ādas. Gaisam, kas palika kolbā iekšā, atdziestot, radās ļoti, ļoti zems gaisa spiediens. Attēlā zemāk redzam, cik nedaudz āda tiek elastīgi izstiepta (ar roku spēku var vairāk izstiept). Un prakse liecina, ka bankās neparādās ūdens tvaiks arī pēc 10 minūtēm.

Skābekļa zaudēšana

Tagad, kad sprāgšanas efekts šķietami ir izslēgts, tad kas ar cilvēku notiktu? Viņš zaudētu samaņu aptuveni 5 – 10 sekunžu laikā skābekļa trūkuma dēļ. Vai vismaz vairs nebūtu rīcībspējīgs. Kāpēc tāds novērtējums? Ir t.s. “Derīgās samaņas laiks”, ko novērtē pilotiem pēc dažādu augstumu simulācijas. Tas ir laiks no brīža, kad cilvēks ir pakļauts nepietiekamai skābekļa padevei, līdz brīdim, kad viņš nespēj veikt triviālus uzdevumus. Ir izpētīts, ka 15.24 kilometru augstumā tās ir 9 līdz 12 sekundes. Treniņos cilvēki gan ir trenēti, gan gaida šo treniņu, tāpēc ir uzskats, ka pārsteiguma moments, ātra atmosfēras dekompresija un ar adrenalīnu piepildīts ķermenis, kas patērē skābekli ātrāk, samazinātu derīgās samaņas laiku uz pusi.

Atdzišana pret sasilšanu

Vēl viena teorija ir, ka ķermenis uzreiz (!) sasaltu, jo vakuums esot ar temperatūru absolūtā nulle vai tuvu tam. Šāda teorija ir pretēja sprāgšanas teorijai, jo pēc sasalšanas tādā temperatūrā vairs nebūtu kam sprāgt. Cilvēka sasalšana nozīmē liela siltuma daudzuma atdošanu apkārtējai videi, bet kas ir par problēmu vakuumā. Tajā teju 100% neeksistē 2 no 3 siltumapmaiņas procesiem, kas mūsu ikdienas dzīvē ir visaktīvākie un visizplatītākie, protiet, siltumvadīšana un siltuma konvekcija. Pastāv tikai trešais, kas ir siltumstarošana. Tā ir siltuma starošana vai absorbēšana ar elektromagnētiskā lauka palīdzību. Ja no vienas puses mūs vakuumā sildītu Saule, tad mūs sagaidītu pamatīga uzkaršana, kas patiesībā ir astronautu un kosmisko staciju liela problēma, bet no otras puses – labākajā gadījumā būtu lielākais un smagākais Saules apdegums, kāds jebkad pieredzēts. Sliktākajā gadījumā – jonizējošs starojums var bojāt orgānus, audus, DNS, izraisīt vēzi u.c. problēmas. Ja atrodamies nost no Saules iedarbības, tad notiek atdzišana starojuma veidā, bet objektiem ar aptuveni 37 Celsija grādu temperatūru tas notiek lēni. Tāpat jāņem vērā, ka metabolisms cilvēka ķermenī netiek uzreiz sagrauts.

Pierādījumi un liecības

Lai arī šis ir domu eksperiments, tomēr ir veikti reāli eksperimenti ar dzīvniekiem. Tāpat zināmi arī nelaimes gadījumi ar cilvēkiem, kad tie nonākuši tiešā saskarsmē ar vakuumu vai ļoti strauju ārēja spiediena izmaiņu.

Kā jau bieži vien tas ir – peles ir pirmais eksperimenta objekts. NASA secinājumi ir, ka pēc 90 sekunžu vakuuma iedarbības tās lielākoties izdevies atdzīvināt. Retie nāves iemesli bija sirds aritmija, bet sistēmātiski paliekoši bojājumi netika novēroti. Vēl ilgāka iedarbība pārsvarā ir nāvējoša. Nekad netika novērots sprāgšanas fenomens.

1965. gads. Nelaimes gadījums NASA laboratorijās. Testējot skafandrus NASA misijām, darbinieks nonāca tiešā vakuuma iedarbībā. Samaņu zaudēja pēc 12 līdz 15 sekundēm. Kad spiediens pēc 30 sekundēm tika atjaunots, tad cilvēks nāca pie samaņas bez veselības bojājumiem. Cietušais atskaitē rakstīja, ka pēdējās sajūtas bija dzirdama gaisa aizplūšana no skafandra un ūdens vārīšanās uz mēles.

1960. gads. Džo (Joe Kittinger) gatavojās rekordlēcienam ar izpletni. 31.3 km augstumā kļūdas dēļ viena no rokām nonāca gandrīz vakuuma iedarbībā. Viņš atskaitē rakstīja, ka lēnām roka uzblīda divreiz lielāka, tika jutas lielas sāpes un, protams, roka bija nederīga. Pie zemāka augstuma roka sāka atgriezties normālā stāvoklī. Pēc 3 stundām viss bija kārtībā. Nekādas paliekošas sekas.

1983. gads. “Byford Dolphin” puszemūdene urbašanas darbiem jūras dzelmē līdz 460 metriem piedzīvo avāriju. Nepareizas dekompresijas rutīnas izpildes dēļ. 5 no 6 cilvēkiem tika uzreiz nogalināti. Izdzīvojušais tika ļoti smagi traumēts. Viens no bojāgājušajiem patiešām uzsprāga 8 atmosfēru spiedienu starpības dēļ, kurai darbinieki tika pakļauti sekundes daļās.

Nobeigums

Ņemot vērā pēdējo vēsturisko faktu,  uzsvēršu, ka neesošais spiediens kādā virsmas pusē ir pārvērtēts. Tā ir spiediena starpība, kas ir svarīga.

Mans novēlējums – nenonāc vakuumā. Bet ko darīt, ja nonāc vakuumā? Pirmais, kas glābs dzīvību, – neaizturi elpu, lai arī cik jocīgi tas šķistu. Spiedienu starpība var radīt bīstamus un paliekošus bojājumus plaušās, bungādiņu plīsumus vai pat letālas sekas, piemēram, gaisa nonākšanu asinsritē. Protams, vēl ir jātiek ārā no vakuuma pašam vai ar kāda cita palīdzību.

Skazis

Comments on: "Cilvēks vakuumā – kas notiks?" (7)

  1. Super raksts.. biežāk tādus derētu..liek padomāt par dažādām lietām

    • Paldies. Ja ir padomā kādi temati pašam, tad pamet idejas.

      • Mani, piemēram, vienmēr ir fascinējušas lidmašīnas avārijas. Neskaitāmas filmas, “Lost”, tas pats vecais “Cast Away”, kur lidmašīnai iekrītot ūdenī, cilvēks izdzīvo.Boeing un Airbus kritienus laikam var atskaitīt.Tur gan laikam nekas nepalīdzēs🙂 bet būtu interesanti pamodelēt dažādus variantus.

        Arīdzan vienmēr ir bijis interesanti lasīt par enerģijas viļņiem/stariem dabā(īsie gari skaņas viļņi,ko cilvēks neuztver, gaismas viļņi,tajā skaitā, invisibility-cape. Atceros, sen atpakaļ bija diezgan interesants eksperiments youtube,ko vairs nevaru atrast). Tāpat netradicionālie elektro-enerģijas veidi ir jautri(Kartupelis/citrons ar k-kāda metāla reakciju. Elektroenerģija no mirušām mušām vispār ir EPIC, lai gan nav ne jausmas,kas tur notiek).

        Tas ir tas,kas man “vienkāršajam cilvēkam” pirmais nāk prātā. Nezinu,vai ir noderīgi🙂

        • Centīšos kādu saistītu rakstu izdomāt.
          PS – ja tu padotu tālāk savam draugu un paziņu lokam šī bloga eksistenci, es būtu ļoti pateicīgs. ļoti patīkami redzēt šeit ne tikai manu loku. arī apzināties, ka piesaistīt cilvēku interesi var arī bez tagiem “Džastins” un “Bībers”.

  2. Labs raksts. Uzreiz radās jautājums, kā tad īsti rodas sprādziens?

  3. Jel ak. How awesome is this blog!

Atstāj atbildi šeit

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Mainīt )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Mainīt )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Mainīt )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Mainīt )

Connecting to %s

%d bloggers like this: