قانون نيوتن للجاذبية
كلنا نعلم القصة الشهيرة التي استنتج منها إسحاق نيوتن فكرة قانون الجاذبية ، والتي كانت من خلال سقوط تفاحة على رأسه ، وكان كل ما يشغل تفكيره وقتها هل ستسقط التفاحة بنفس القوة على القمر ، وفي النهاية توصل لاستنتاج ،وهو إنه أطلق على هذه القوة اسم ” قوة الجاذبية ” ، وهي عبارة عن أنه يستطيع كل جسيم من مادة في الكون أن يجذب كل جسيم آخر بقوة تتناسب طرديا مع كتلة الجسيمات .
وفي الواقع نجد أن الجاذبية قد لعبت دورًا باستمرار في كل الظواهر الفيزيائية ، والبيولوجية عبر التاريخ ، حيث أنها لعبت دور هام في تشكيل التطور والانتقاء الطبيعي ، ولكي يتم مواجهة الجاذبية يجب أن يقوم الشخص بتطوير أنظمة لديه توفر صلابة غشاء الخلية ، وبدورها تعمل على تنظيم تدفق السوائل ، وتقدم على أساسه الدعم الهيكلي المناسب .
تعريف الوزن الظاهري
عند النظر إلى تعريف الوزن الظاهري، يجب أن ندرك أن الأرض تجذب الأشياء نحو مركزها بقوة الجاذبية، وتعاني جميع الأجسام على سطح الأرض من الوزن، حيث يضغط الشخص على سطح الأرض بسبب قوة الجاذبية، وهذه القوة هي الوزن، وهناك فرق بين الكتلة والوزن
تعريف انعدام الوزن
قد يحدث انعدام الكتلة أو انعدام الجذبية عندما يفقد الشعور بأي من تأثيرات الجاذبية، والجاذبية هي القوة التي تجذب جسمين معا، ويبدو رواد الفضاء عديمي الكتلة أنهم لا يشعرون بالجاذبية تقنيا، ففي الفضاء يتم سحب رواد الفضاء في اتجاه محدد لذلك لا يشعرون بالجاذبية، ويطفون ولا يكونون مضطرين لتحمل كتلتهم، وقد يكون هذا أمرا مريحا إلى حد ما، ولكن على المدى البعيد يكون له آثار صحية خطيرة .
يمكن تجربة حالة فقدان الوزن في حالة السقوط الحر، وهي حالة تحدث نتيجة القصور الذاتي حيث يتعرض جسم الإنسان لرحلة مدارية، ولا توجد فيها مشاكل مثل تلك التي يتعرض لها رواد الفضاء ويعانون من مشاكل فقدان الوزن على المدى الطويل .
ففي الفضاء يتم إعادة توزيع سوائل الجسم ، حيث تكون أقل في الأطراف السفلية على عكس الأجزاء العلوية ، وعندما يحدث ذلك تقل كتلة الجسم ويبدأ في فقدان الأنسجة العضلية ، حتى أنه تتعرض أوردة وشرايين الساقين للضعف ، ويمكن لـ رجل الفضاء التعافي من عدد من الآثار الصحية بعد حوالي أسبوع .
لماذا يختلف وزن الجسم على الأرض عنه عن سطح القمر
يمكن أن يكون وزن الإنسان على سطح القمر أقل من وزنه على سطح الأرض بسبب فروقات في قوة الجاذبية. ويحاول العلماء والباحثون تحديد الارتفاع الذي ينتهي فيه تأثير جاذبية الأرض، وتحديد قوة جاذبية القمر من خلال حجمه وكتلته. ويعتقد أن القمر لا يمتلك نفس قوة الجاذبية التي تمتلكها الأرض، مما يعني أن كتلة الإنسان على سطح القمر ستبقى كما هي، ولكن وزنها سيقل .
المعاناة من انعدام الوزن
آثار صحية قصيرة المدى
هناك آثار صحية مؤقتة تحدث نتيجة انعدام الوزن ، حيث أنه قد يتسبب بدوره في استرخاء العديد من وظائف الجسم ، وأنظمته الرئيسية ، ووقتها لا يستطيع الجسم أن يقاوم سحب الجاذبية ، وقد أكدت على ذلك وكالة ناسا ،حيث أوضحت أن شعور رواد الفضاء عندما يصعدون إلى الفضاء ، أو حتى عندما يهبطون إلى الأرض يصبح مرتبكًا .
يمكن أن يكون هذا طبيعيًا، حيث أن نظام الجسم نفسه لا يستطيع تمييز مكان الأرض، ويمكن أن يعاني رواد الفضاء من بعض الاضطرابات في نظام الجسم التحسسي، بحيث لا يستطيعون توجيه الذراعين والساقين وأجزاء أخرى من الجسم بنفس الطريقة التي يفعلون بها على الأرض .
الاضطرابات التي يتعرض لها رواد الفضاء تجعلهم يشعرون بالغثيان المستمر لعدة أيام، وبخصوص الغثيان، فإنه يمكن أن يتعرضوا لمشاكل كبيرة إذا حدث ذلك خلال ارتدائهم لبدلة الفضاء، حيث أنه إذا تقيأوا في ذلك الوقت، فسينتشر السائل عبر خوذاتهم وسيؤدي إلى فقدان الرؤية بشكل كبير، وهم معرضون للاختناق حتى الموت، حيث يمكن للقيء أن يدخل إلى الجهاز التنفسي الخاص بهم .
آثار صحية طويلة المدى
بالنسبة للآثار الصحية طويلة المدى، يمكن أن تستمر مع رائد الفضاء لفترة تتراوح بين أسابيع وشهور، ويمكن أن يواجه العديد من المشاكل الصحية، حيث يبدأ في فرز الكالسيوم من العظام عن طريق البول، ويتسبب ذلك في ضعف العظام الشديد .
عندما تتعرض العظام للضعف، فإن رائدي الفضاء يصبحون عرضة للكسور بسهولة، حيث تتكسر العظام بسبب أي حركة كما لو كانوا يعانون من هشاشة العظام، ويؤدي ذلك إلى فقدان العضلات لكتلتها بشكل كبير، مما يزيد من ضعفها وتكسرها .
قامت وكالة ناسا الفضائية بإجراء العديد من الدراسات حول تأثير فقدان الوزن، بهدف مساعدة رواد الفضاء بشكل أكثر فعالية. لذلك، قامت الوكالة بإجراء بعض التعديلات والتحسينات، مثل استبدال أجهزة التمارين القديمة بأجهزة حديثة ومتقدمة بشكل كبير. يهدف ذلك إلى مساعدة رواد الفضاء على رفع الأثقال دون حمل أثقال فعلية .
وقد ساعد هذا بدون شك في بناء قوة العضلات بصورة أفضل ، وتعطي نتائج أفضل فيما يخص كثافة العظام ، كما أن هناك تمارين مخصصة كل يوم لـ رواد الفضاء لكي تساعدهم في مواجهة هذه الآثار ، وعادة ما تشمل هذه التمارين كل شيء يخص القلب ، ورفع الأثقال ، وتغيير الملابس ، وتجهيز المعدات .
من الممكن أن تستغرق هذه التمارين عدة أشهر لمراقبة رواد الفضاء عن كثب وتأهيلهم بشكل مناسب للمهام الفضائية، ومن خلال المراقبة المتقدمة يمكن اكتشاف أي تغييرات قد تحدث لرواد الفضاء، على سبيل المثال يمكن أن يحدث بعض التغييرات في ضغط العين وبالتالي تتغير الرؤية، ولكن لا داعي للقلق، حيث تم دراسة العديد من الاحتمالات وراء ذلك .