แรง G ที่มนุษย์รับได้ ขีดจำกัดของร่างกายกับโลกของการเร่งความเร็ว

เมื่อพูดถึงคำว่า “แรง G” หลายคนอาจนึกถึงเครื่องบินรบ, นักแข่ง F1, หรือเครื่องเล่นสุดหวาดเสียวตามสวนสนุก แต่คุณเคยสงสัยไหมว่า แรง G แท้จริงคืออะไร? และร่างกายมนุษย์สามารถทนต่อแรง G ได้มากแค่ไหน?

แรง G หรือ G-force เป็นคำที่ใช้อธิบายแรงเร่งที่เกิดขึ้นจากความเร็วหรือการเปลี่ยนทิศทางของวัตถุ โดยมีค่าเปรียบเทียบกับแรงโน้มถ่วงโลกที่เราคุ้นเคย เช่น แรง 1G คือแรงโน้มถ่วงปกติที่เรารู้สึกในชีวิตประจำวัน เมื่อเราเริ่มเคลื่อนที่เร็วขึ้น หรือเปลี่ยนทิศทางอย่างฉับพลัน ร่างกายเราจะรู้สึกถึงแรงที่มากขึ้น ซึ่งนั่นก็คือแรง G ที่เพิ่มขึ้นนั่นเอง

ร่างกายกับแรง G: ความสัมพันธ์ที่ต้องเข้าใจ

แรง G ไม่ได้มีเพียงแค่ค่าเดียว แต่สามารถเกิดขึ้นได้หลายทิศทาง และทิศทางของแรงมีผลต่อขีดจำกัดที่มนุษย์สามารถทนได้ เช่น:

• แรง G บวก (+Gz): เป็นแรงที่กดจากหัวลงไปยังเท้า เช่น ตอนเครื่องบินเร่งขึ้นสูง ร่างกายจะรู้สึกเหมือนถูกกดลงเบาะ
• แรง G ลบ (–Gz): เป็นแรงที่กดจากเท้าขึ้นหัว เช่น ตอนเครื่องบินดิ่งหัวลง ร่างกายจะรู้สึกเหมือนเลือดพุ่งไปที่หัว
• แรง G ด้านข้าง (Gx หรือ Gy): เช่น เวลารถแข่งเลี้ยวด้วยความเร็ว หรือขณะเกิดอุบัติเหตุทางรถยนต์

ร่างกายสามารถทนแรง G ได้มากหรือน้อยขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ได้แก่ ระยะเวลาที่ต้องเผชิญกับแรงนั้น ทิศทางของแรง สภาพร่างกาย และการฝึกซ้อมเฉพาะด้านใจ

แรง G เท่าไหร่ที่มนุษย์ทนได้?

1. ในชีวิตประจำวัน:
   • คนทั่วไปเจอแรงประมาณ 1G ทุกวัน นั่นคือแรงโน้มถ่วงโลกปกติ
2. แรง G ที่ทำให้หมดสติ:
   • โดยทั่วไป คนธรรมดาที่ไม่ผ่านการฝึกจะเริ่มมีอาการเลือดไหลลงจากสมอง หรือหมดสติเมื่อเจอแรง +4G ถึง +6G
   • หากเป็นแรง –3G ที่กดจากหัวลงไป อาจเกิดอาการเลือดคั่งที่ตาและสมอง มองเห็นเป็นสีแดง หรือหมดสติได้เร็วกว่าแรง G บวก
3. นักบินรบหรือผู้ผ่านการฝึก:
   • นักบินขับไล่ที่สวมใส่ชุด G-suit และฝึกการเกร็งกล้ามเนื้อเพื่อช่วยดันเลือดขึ้นสมอง สามารถทนแรง +9G ได้ประมาณ 10–15 วินาที
   • แม้จะผ่านการฝึกมาอย่างดี หากอยู่นานเกินไปก็อาจหมดสติได้เช่นกัน
4. แรง G แนวนอน:
   • ร่างกายสามารถทนแรง G ด้านข้างได้ดีกว่าแนวตั้ง บางกรณีอาจทนแรง 15G หรือมากกว่า ในช่วงเวลาสั้น ๆ

อาการเมื่อร่างกายเจอแรง G สูงเกินขีดจำกัด

เมื่อแรง G สูงเกินกว่าที่ร่างกายทนไหว จะเกิดอาการที่เรียกว่า:

• Grey Out: เริ่มมองเห็นภาพเป็นสีเทา เพราะเลือดเริ่มไหลออกจากดวงตา
• Black Out: มองไม่เห็นเลย แต่ยังคงรู้สึกตัว
• G-LOC (G-force Induced Loss of Consciousness): หมดสติชั่วคราวจากเลือดไม่ไปเลี้ยงสมอง
• Red Out: เกิดจากแรง G ลบ เลือดพุ่งขึ้นสมองและดวงตา ทำให้มองเห็นเป็นสีแดง และอาจอันตรายถึงชีวิตได้

อุปกรณ์ช่วยเหลือ: G-Suit และการฝึกเฉพาะทาง

นักบินทหารหรือนักบินที่ต้องบินในสภาพแรง G สูง จะต้องสวมชุดพิเศษที่เรียกว่า G-suit ซึ่งช่วยบีบส่วนล่างของร่างกายไว้ เพื่อป้องกันไม่ให้เลือดไหลลงไปจากสมองขณะเจอแรง G สูง

นอกจากนี้ยังมีการฝึกฝนท่าทางการเกร็งกล้ามเนื้อ เพื่อช่วยดันเลือดกลับขึ้นไปที่สมอง ซึ่งเป็นสิ่งที่ช่วยให้ทนแรง G ได้ดีขึ้น

ตัวอย่างแรง G จากสถานการณ์ต่าง ๆ

• เครื่องเล่นรถไฟเหาะ: ประมาณ 3–4G
• นักแข่ง F1 ขณะเข้าโค้ง: ประมาณ 4–6G
• นักบินขับไล่ในการรบ: สูงถึง +9G
• อุบัติเหตุรถยนต์รุนแรง: บางครั้งอาจสร้างแรงมากกว่า 20G เป็นช่วงสั้น ๆ
• การปล่อยจรวดสู่อวกาศ: นักบินอวกาศเผชิญแรงประมาณ 3G ตอนขึ้น และ 4–6G ตอนกลับสู่โลก

การทดลองขีดจำกัด: นักวิทยาศาสตร์และการทดสอบ

นักวิจัยเคยทดลองแรง G กับมนุษย์ในห้องหมุนแรงเหวี่ยง (Centrifuge) เพื่อศึกษาขีดจำกัดที่ร่างกายทนได้ หนึ่งในบุคคลที่เคยสร้างสถิติคือ John Stapp นักวิทยาศาสตร์และนายแพทย์ของกองทัพอากาศสหรัฐ ที่เคยรับแรง G สูงถึง 46.2G ในการทดลอง (เป็นช่วงเวลาสั้นมาก และมีการป้องกันอย่างเข้มงวด)

แรง G กับอนาคตของการเดินทาง

ในอนาคต เทคโนโลยีการเดินทางด้วยความเร็วสูง เช่น รถ Hyperloop, เครื่องบิน Supersonic หรือ Hypersonic, และแม้แต่การเดินทางสู่อวกาศ จะทำให้มนุษย์เผชิญแรง G บ่อยขึ้น และจำเป็นต้องมีการออกแบบเทคโนโลยีที่รองรับร่างกายมนุษย์อย่างรอบคอบ

สรุป

แรง G คือสิ่งที่มีอยู่รอบตัวเราและเกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวันมากกว่าที่คิด ตั้งแต่การเล่นเครื่องเล่นในสวนสนุก ไปจนถึงการเดินทางในอวกาศ มนุษย์มีขีดจำกัดในการรับแรง G และต้องมีการป้องกันหรือฝึกฝนเพื่อให้สามารถอยู่ในสภาวะเหล่านั้นได้อย่างปลอดภัย

การเข้าใจเรื่องแรง G ไม่เพียงเป็นเรื่องวิทยาศาสตร์ แต่มันคือความรู้ที่ช่วยให้เราเข้าใจความสามารถของร่างกายตนเอง และเทคโนโลยีการเดินทางที่มนุษย์กำลังพัฒนาอย่างต่อเนื่อง