중력이 없는 우주 환경에서 자라면 신체 구조와 근육 발달, 뼈 밀도 등은 어떻게 변화할 수 있을까요?
중력이 없는 우주 환경에서 인체의 성장과 관련하여 어떤 변화가 예상될 수 있을까요?
중력이 키에 미치는 영향과 비중력 상태에서의 신체 발달에 대해 알고 싶습니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
1. 뼈 밀도: 중력이 없는 환경에서는 뼈에 가해지는 하중이 줄어들기 때문에 뼈 밀도가 감소할 수 있습니다. 이는 공간 비행 중인 우주 비행사들이 경험하는 문제 중 하나입니다.
2. 근육 발달: 중력이 없는 환경에서는 근육에 가해지는 하중이 감소하므로 근육의 사용이 줄어들 수 있습니다. 이로 인해 근육량이 감소하고, 근육의 성능과 힘도 감소할 수 있습니다.
3. 신체 구조: 중력이 없는 환경에서는 신체 구조에도 변화가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 척추의 형태와 균형 조절 능력, 눈의 위치 등이 중력에 대한 적응으로 변할 수 있습니다.
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.
중력은 인간의 성장과 키에 미치는 중요한 역할을 합니다. 중력이 키에 미치는 영향은 다음과 같이 설명할 수 있습니다:
1.척추 압력:
중력은 척추에 지속적인 압력을 가합니다. 척추는 척추뼈와 디스크로 이루어져 있으며 중력의 압력으로 인해 디스크가 압축되고 척추뼈 사이의 간극이 줄어들 수 있습니다. 이는 척추의 길이를 조절하고, 디스크의 압력을 관리하는 중요한 역할을 합니다.
2.척추 스트레칭:
중력은 척추를 압축하지만, 또한 일상적인 활동과 척추 스트레칭을 통해 척추를 길게 유지하는 데 필요한 자극을 제공합니다. 이는 중력에 대한 대비 역할을 합니다.
3.성장 플레이트:
성장 플레이트는 뼈의 끝 부분에 위치한 소재로, 성장을 조절합니다. 중력은 이러한 성장 플레이트에도 영향을 미치며, 신체의 상반부와 하반부 간의 길이 차이를 조절하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
4.신체 자세:
중력은 정상적인 자세를 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 올바른 자세를 유지하면 척추가 올바른 방향으로 성장하고, 이는 키에 영향을 미칠 수 있습니다.
요약하면, 중력은 인체의 구조와 성장에 큰 영향을 미치며, 이러한 이유로 중력은 키에 중요한 역할을 합니다.
비중력 상태에서의 신체 발달은 중력이 있는 환경에서의 발달과는 상당히 다를 것으로 예상됩니다. 중력이 없는 환경에서 성장하는 경우에는 다음과 같은 변화가 발생할 수 있습니다:
1.뼈 및 근육:
중력이 없는 상태에서 뼈 밀도와 근육량이 감소할 것으로 예상됩니다. 뼈는 중력의 압력으로 인해 성장하고 강화되며, 중력이 없으면 이러한 자극이 빠질 수 있습니다.
2.공간 지각 능력:
중력이 없는 상태에서는 지구상의 중력에 의한 수평방향의 공간 지각이 제한될 것이므로, 실제 세계에서의 공간 지각 능력에 영향을 줄 수 있습니다.
3.혈액 순환:
중력이 없는 상태에서는 혈액 순환에 대한 독특한 문제가 발생할 수 있으며, 이는 심장 및 혈액 관련 문제를 초래할 수 있습니다.
4.골격 변화:
중력이 없는 상태에서는 뼈 구조 및 척추의 형태가 다를 수 있으며, 이는 자세 및 척추 상의 문제를 초래할 수 있습니다.
그러나 중력이 없는 상태에서의 인체 발달에 대한 연구나 경험 데이터는 제한적이며, 이러한 상황에서의 정확한 결과 예측은 어려운 일입니다. 이러한 이론적인 시나리오에서 신체 발달이 어떻게 영향을 받을지를 정확하게 예측하기는 어렵습니다.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다.
● 지구 위에서의 환경에 맞추어져 있는 몸
원래 우리의 몸은 이 지구에서 살기에 가장 적합하게 맞추어져 있습니다. 지구에 있는 공기가 누르는 기압과, 지구가 잡아당기는 힘인 중력에 맞추어 근육과 뼈가 구성되어 있습니다. 그런데 지구를 벗어난 우주선에서는 지구가 잡아당기는 중력이 거의 없어서 인간의 몸에 변화가 생기게 됩니다.
● 키는 커지나 뼈와 근육은 약해져요
중력이 없으면 뼈와 뼈 사이의 공간이 벌어지게 되고 평균적으로 키가 5-8cm 정도 더 커지게 됩니다. 하지만 무중력 상태에서는 뼈가 하는 일이 줄어들게 되어 뼈를 지탱하고 있는 칼슘 성분이 빠져나옵니다. 우주에서 한 달 머무르게 되면 전체 뼈에서 1% 정도의 칼슘이 빠져 나온다고 합니다. 만일 화성을 가게 된다면 몇 달씩 걸리므로 많은 칼슘을 잃어버리게 되는 것이지요. 또한 근육도 중력을 이길 필요가 없기 때문에 힘을 덜 쓰게 되고 따라서 근육을 이용한 힘도 많이 떨어지게 됩니다. 그래서 우주인들은 우주선 안에서라도 운동을 정기적으로 하고 칼슘 성분이 많이 들어 있는 식품을 먹는답니다.
● 혈액의 변화로 얼굴이 부어요
우리 몸 속의 혈액은 심장에서 나와 머리와 다리 등 온 몸으로 순환을 합니다. 지구에서는 중력이 혈액에도 영향을 주어 머리보다는 다리 쪽의 혈압이 높습니다. 그런데 중력이 없는 상태에서는 혈액을 잡아당기는 힘이 없기 때문에 온 몸의 혈압이 모두 같아지게 되지요. 따라서 지구에서보다 머리 쪽으로 혈액이 많이 쏠리게 되고 얼굴이 붓게 됩니다.
● 멀미도 나고 잠을 자기가 어려워요
우리의 귓속에는 균형을 잡는 내이라는 것이 있어요. 그런데 중력이 없으면 내이가 위아래를 구분하지 못해서 비틀거리게 되고 메스껍거나 멀미, 두통을 느끼게 된답니다. 게다가 우주선에서는 잠을 잘 못 잡니다. 지구에서는 하루 동안 낮과 밤이 바뀌지만 우주선은 하루에도 지구를 몇 바퀴씩 돌아 낮과 밤이 여러 번 오기 때문에 제대로 잠을 잘 수가 없습니다.
● 눈에도 이상이 올 수 있어요
중력은 사람 눈에도 중요하다는 다른 연구도 발표되었답니다. 공군항공우주의료원의 정기영 원장은 “우주에서는 머리 쪽으로 흐르는 피를 잡아당기는 중력이 없어서 안압이 높아진다”고 말했습니다. 여기서 안압이란 안구(눈알)의 압력을 말합니다. 또한 정기영 원장은 “우주에서 이소연 박사의 안압이 증가한 것으로 측정됐다”고 말했습니다. 만약에 안압이 일정 수치 이상으로 높아지면 녹내장이라는 병이 발생해 시력이 손상될 수도 있다고 합니다. 따라서 우주에서의 눈에 대한 다음 연구가 계속 진행되고 있답니다.
다행인 것은 우주선 안에서 이렇게 신체변화를 겪어도 지구로 돌아와 일정기간이 지나면 원래 상태로 돌아오게 됩니다. 하지만 아주 장기적으로 우주에서 생활한다면, 이런 몸의 변화가 심각한 위험을 가져올지도 모릅니다. 그래서 우주과학자들은 몸의 변화에 대해서 연구하고 있는 것입니다. 또한 우주선에 탑승하는 우주인들도 건강한 신체를 유지하기 위해서 훈련을 많이 받아야 하는 것입니다.
출처 : 교육부 - 우주선 안에서 변하는 몸!
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
중력은 뼈의 성장을 자극하여 키가 자라도록 합니다. 뼈는 중력에 의해 아래로 눌리면서 성장호르몬이 분비되고, 이 호르몬은 뼈의 성장을 촉진합니다. 따라서, 중력이 없는 우주 환경에서는 뼈의 성장이 저하되어 키가 작아질 수 있습니다. 또한 근육은 중력에 의해 수축과 이완을 반복하면서 발달합니다. 중력이 없는 우주 환경에서는 근육의 수축과 이완이 줄어들어, 근육이 위축될 수 있는등 신체 많은 악영향을 끼칩니다
안녕하세요. 김칠영 과학전문가입니다.
중력이 작용하는 지구에서는 중력에 무너지지 않고 인체의 형체를 유지하기 위해 튼튼하고 복잡한 골격 구조와 근육을 갖고 있지만, 중력이 작용하지 않으면 그러한 부담이 없기 때문에 쉽게 쉽게 성장할 것입니다. 따라서 현 상태에서 무중력 또는 중력이 약한 지역으로 옮겨 가면, 튼튼한 골격과 형체를 유지하기 위한 투자가 적어져서 뼈와 근육은 약해지고 성장 속도가 빨라지며 뚱뚱해 질 것입니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.
중력이 없는 우주 환경에서 자라면 신체 구조와 근육 발달, 뼈 밀도 등은 다음과 같은 변화를 겪을 수 있습니다.
신체 구조
중력은 신체의 중추를 중심으로 뼈와 근육을 잡아주는 역할을 합니다. 중력이 없으면, 뼈와 근육이 중력에 의해 눌리는 힘이 사라지기 때문에, 신체 구조가 변형될 수 있습니다.
예를 들어, 우주비행사의 경우, 척추가 길어지고, 늑골이 넓어지며, 허리가 굽어지는 경향이 있습니다. 또한, 근육량이 감소하고, 골다공증이 발생할 위험이 증가합니다.
근육 발달
근육은 중력에 의해 저항을 받으면서 발달합니다. 중력이 없으면, 근육이 저항을 받지 않기 때문에, 근육량이 감소하고, 근력이 약해질 수 있습니다.
우주비행사의 경우, 우주 비행을 마친 후, 근육량이 20% 이상 감소하는 것으로 알려져 있습니다. 또한, 근력이 약해져서, 평소에 하던 일도 힘들어질 수 있습니다.
뼈 밀도
뼈는 중력에 의해 눌리는 힘에 의해 강해집니다. 중력이 없으면, 뼈가 눌리는 힘이 사라지기 때문에, 뼈 밀도가 감소할 수 있습니다.
우주비행사의 경우, 우주 비행을 마친 후, 뼈 밀도가 10% 이상 감소하는 것으로 알려져 있습니다. 또한, 골다공증이 발생할 위험이 증가합니다.
이러한 변화는 우주 비행사의 건강과 안전에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서, 우주 비행을 하는 동안에는 근력 운동과 식이 요법 등을 통해 신체 구조와 근육 발달, 뼈 밀도를 유지하기 위한 노력이 필요합니다.
또한, 우주 비행을 마친 후에도, 재활 치료를 통해 신체 기능을 회복하는 것이 중요합니다.
안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.
아무래도 중력이 없어진다면 뼈가 지금처럼 굳건히 자라진 않을것입니다. 성장기에 중력을 익숙해져가며 인체의 근육과 뼈가 성장하는데 중력이 없어지만 키는 커지고 골밀도는 낮아지겠죠.
감사합니다.