Qual è il limite di gravità che il corpo umano può sopportare?

Uno degli uomini più forti del mondo è Hafthor Bjornsson, l'attore islandese noto per interpretare "La Montagna" nella serie televisiva Il Trono di Spade. Nel 2015, egli riuscì a compiere 5 passi con un tronco di quasi 650 kg sulla schiena. Per molti il suo record è soltanto una notizia curiosa, ma la capacità del corpo umano di resistere a forze di questo tipo è cruciale per l'esobiologia, la scienza che indaga sulle possibilità di vita oltre la Terra.

Qual è il limite di sollecitazione gravitazionale che un essere umano può sopportare? Se lo sono chiesti alcuni fisici dell'Università di Zagabria, in Croazia. La loro conclusione è che la struttura portante del nostro corpo, l'apparato muscolo-scheletrico, potrebbe resistere al massimo in un pianeta che abbia quattro volte la massa della Terra. Al di sopra di questo limite, la forza di gravità o forza peso, ossia la forza esercitata da un qualsiasi pianeta su un qualsiasi corpo, lungo la perpendicolare passante per il suo centro, sarebbe tale da schiacciarci, sbriciolare le nostre ossa o comunque impedirci di camminare.

I calcoli. Nell'elaborazione preliminare del loro modello, descritta su arxiv.org, gli scienziati si sono concentrati su tre parametri: la capacità delle ossa di resistere alla compressione, la flessibilità muscolare e le oscillazioni cui sottoponiamo gli arti inferiori quando camminiamo.

Stabilito che F, cioè la forza di gravità, è data dal prodotto della massa m per la costante di accelerazione gravitazionale g (pari a 9,8 m/s²), sappiamo che la tibia umana potrebbe sopportare 90 volte g prima di sgretolarsi. Se però su questo ipotetico esopianeta volessimo camminarci, il valore andrebbe rivisto: lo stress dinamico e gli effetti di torsione abbasserebbero il limite di g sopportabile a 10. Quando però in questo sistema introduciamo i muscoli, si scopre, dicono i ricercatori, che anche un fisico allenato resisterebbe al massimo a un valore di 5 g.

Muoversi non basta: vogliamo immaginare di camminare in modo eretto. Una camminata non è altro che un insieme di cadute evitate, con un continuo spostamento di baricentro che, sulla Terra, abbiamo imparato a gestire sotto un'accelerazione di 9,8 Newton per ogni chilo di massa corporea. Un uomo dalle doti fisiche eccezionali come La Montagna, riuscirebbe forse - a fatica - a camminare in un pianeta che abbia una gravità pari a 4,6 volte quella terrestre.

Poiché il cuore umano ha una soglia di tollerabilità massima attorno ai 5 g, possiamo pensare che il nostro limite di sopportazione si situi vicino a questo valore. Ma non tutti i futuri astronauti hanno il fisico della Montagna, quindi, più realisticamente, anche per una persona ben allenata, tale limite va situato tra i 3 e i 4 g.

Non ci servirà... La maggior parte degli esopianeti rocciosi finora scoperti ha comunque una massa inferiore a quella di 1,6 Terre. Inoltre, è decisamente improbabile che l'uomo possa mettere piede su un corpo celeste esterno al nostro Sistema Solare: più che di un problema vero e proprio, si tratta dunque di uno spunto di ragionamento "didattico".