Đi tìm giới hạn sức chịu đựng của cơ thể con người

Bạn có biết giới hạn của cơ thể mình trước nhiệt độ, áp lực, thức đêm, điện giật hay độ lớn âm thanh v.v...?

Chúng ta đã từng được nghe kể về những câu chuyện sống sót thần kỳ của những người lênh đênh trên biển hàng tháng trời, hay bị rơi từ tầng 10 của một tòa nhà, thậm chí bị một viên đạn bắn xuyên qua não. Những câu chuyện này cho thấy sức chịu đựng rất lớn của cơ thể con người. Tuy nhiên chúng ta vẫn có giới hạn của chính mình.

“Quy tắc 3” là một trong số những lý thuyết nổi tiếng về giới hạn sức chịu đựng của cơ thể con người, đó là chúng ta không thể nhịn thở quá 3 phút, không thể không uống nước quá 3 ngày và không thể nhịn ăn quá 3 tuần. Bên cạnh đó có nhiều giới hạn khác của con người mà chúng ta chưa thể khám phá hết, như bạn có thể leo lên độ cao giới hạn nào trước khi chết vì ngạt thở, hay có thể lặn xuống độ sâu bao nhiêu trước khi chết vì áp lực nước, hay chúng ta có thể di chuyển với tốc độ tối đa bao nhiêu trước khi bị xé nát thành nhiều phần.

Chúng ta có thể không ngủ bao nhiêu ngày?

Trước đây, đã có những báo cáo ghi nhận có vụ phi công máy bay trở nên mê sảng sau 3-4 ngày không ngủ và khiến chiếc máy bay chiến đấu lao thẳng vào một vách núi, hay tác động của việc thiếu ngủ tương tự như say rượu đối với các tài xế xe tải. Điều này cho thấy tác hại rất lớn từ việc thiếu ngủ. Tuy nhiên một cậu bé 17 tuổi tên là Randy Gardner đã từng lập kỷ lục Guiness bằng cách không ngủ trong 11 ngày.

Mặc dù vậy, đã từng có vụ một người đàn ông Trung Quốc bị chết sau 11 ngày không ngủ vì xem tất cả các trận đấu của cúp Euro. Nhưng ông cũng uống rượu và hút thuốc suốt 11 ngày đó, khiến việc xác định nguyên nhân cái chết có phải do thiếu ngủ hay không gặp nhiều khó khăn. Vì lý do đạo đức mà các nhà khoa học cũng không thể tiến hành các thí nghiệm tương tự trong phòng thí nghiệm.

Vì thế, các nhà khoa học tại đại học Chicago đã tiến hành một thí nghiệm trên loài chuột. Họ làm cho chúng không thể ngủ và ghi lại những thay đổi trong cơ thể cũng như sóng não. Kết quả là tất cả những con chuột thử nghiệm đều không thể sống quá 20 ngày, cơ thể chúng xảy ra hiện tượng đốt cháy calo quá mức trong khi không hề vận động gì và vẫn được ăn uống bình thường. Các nhà khoa học cũng dự đoán cơ thể con người không thể chịu đựng quá 15 ngày mà không ngủ, mặc dù vẫn ăn uống bình thường và không hoạt động nặng.

Gia tốc tối đa có thể chịu đựng?

Kỷ lục tốc độ bay hiện nay là 11.270km/h của NASA X-43A, chứng tỏ cơ thể chúng ta có thể chịu đựng được vận tốc rất lớn. Tuy nhiên gia tốc lại là sự khác biệt lớn, sự thay đổi vận tốc lớn trong khoảng thời gian ngắn ngủi có thể gây ra một lực khủng khiếp. Nó có thể ép nát cơ thể của chúng ta và làm tổn thương các cơ quan nội tạng bên trong.

NASA và các nhà khoa học quân sự đã phải nghiên cứu rất kỹ lưỡng vấn đề này, nhằm thiết kế tàu vũ trụ và máy bay chiến đấu, đảm bảo an toàn cho các phi công trước sức ép rất lớn khi tăng tốc với gia tốc lớn. Theo các nghiên cứu, cơ thể con người có thể chịu được gia tốc khoảng 4-8G theo chiều dọc từ đầu đến chân, trước khi máu của chúng ta bị dồn lại hết về một phía (1G chính là trọng lực, lực hấp dẫn của Trái đất khoảng 9,8m/s²).

Còn theo chiều ngang, cơ thể của chúng ta có thể chịu đựng được khoảng 14G trước khi các cơ quan bên trong bị tổn hại. Trong khi đó cơ thể con người có thể chịu đựng được gia tốc lớn nhất là theo chiều từ trước ra sau cơ thể, vì có lồng ngực bảo vệ các cơ quan bên trong. Một thí nghiệm quân sự năm 1950 với chiếc xe trượt tuyết gắn động cơ tên lửa cho thấy con người có thể chịu gia tốc lên tới 45G theo hướng này. Có nghĩa là chiếc xe tăng tốc từ 0 – 1000km/h chỉ trong vòng 1s. Các nhà khoa học ước tính cơ thể chúng ta sẽ không thể chịu quá 50G, lúc đó các cơ quan bên trong sẽ bị nghiền nát bởi sức ép rất lớn.

Sức chịu đựng nhiệt độ của cơ thể

Theo một báo cáo năm 1958 của NASA, con người có thể sống trong điều kiện nhiệt độ môi trường dao động từ 4 – 35 độ C. Nhiệt độ tối đa có thể đẩy lên nếu độ ẩm không khí thấp, vì lượng nước trong không khí thấp hơn thì cơ thể sẽ dễ dàng đổ mồ hôi hơn và giúp làm giảm nhiệt độ của cơ thể.

Cơ thể chúng ta có thân nhiệt ổn định ở mức 37 độ C, tuy nhiên nếu nhiệt độ môi trường làm giảm thân nhiệt, sẽ gây ra những ảnh hưởng rất rõ rệt. Nếu nhiệt độ cơ thể giảm xuống 35 độ C, chân tay bạn sẽ run lên và rất khó cử động. Tại 32 độ C, hầu hết mọi người sẽ bất tỉnh, cơ thể sẽ từ bỏ cố gắng để duy trì thân nhiệt. Hơi thở giảm xuống và rối loạn nhịp tim khi nhiệt độ còn 28 độ C. Và khi thân nhiệt chỉ còn 20 độ C, tim sẽ ngừng đập. Mặc dù vậy, đã từng có trường hợp một cô gái đi bộ trong thời tiết -20 độ C và thân nhiệt chỉ còn 16 độ C nhưng vẫn được cứu sống.

Có vẻ chúng ta chịu lạnh tốt hơn là chịu nóng. Nhiệt độ cao nhất của cơ thể mà có thể duy trì sự sống là 42 độ C, vì ở nhiệt độ này các protein cần thiết của cơ thể bắt đầu bị phân hủy. So với nhiệt độ bên ngoài, ngay cả lính cứu hỏa với trang bị đầy đủ cũng chỉ có thể chịu được mức nhiệt độ môi trường lên tới 93 độ C.

Leo núi và lặn dưới đáy đại dương

Càng lên cao áp suất khí quyển càng giảm và không khí càng loãng, làm cho lượng oxy cũng giảm sút. Chúng ta sẽ chết khi nồng độ oxy trong không khí giảm xuống dưới 11%. Theo tính toán của các nhà khoa học, chúng ta sẽ không thể thở mà không có bình dưỡng khí trên độ cao khoảng 7,900m.

Trong khi đó, nếu lặn xuống dưới đáy biển mà không có những thiết bị đặc biệt, chúng ta sẽ bị thiếu oxy và chịu áp lực rất lớn của nước. Thông thường một người có thể lặn sâu xuống khoảng 18m. Nhưng kỷ lục thế giới ghi lại độ sâu lớn nhất mà con người có thể lặn xuống là 85m.

Và những giới hạn khác của cơ thể

Một người bình thường có từ 3,8 đến 5,6 lít máu. Bạn có thể mất khoảng 15% lượng máu trong cơ thể mà không có bất kỳ ảnh hưởng nào. Tuy nhiên nếu bị mất một lượng máu lớn hơn, bạn sẽ cảm thấy chóng mặt, tim đập nhanh. Khi bị mất khoảng 40% máu, huyết áp lúc này quá thấp để đẩy máu đi và tim bắt đầu loạn nhịp. Nếu vượt quá mức 50%, trái tim của bạn sẽ không thể chịu đựng được và sẽ dẫn tới cái chết.

Hơn 60% cơ thể chúng ta là nước, do đó nước rất quan trọng. Tuy nhiên uống quá nhiều nước không phải là điều tốt, mà thậm chí có thể khiến chúng ta mất mạng. Theo các bác sĩ, 10L nước là lượng nước tối đa bạn có thể uống trong vòng 1 giờ mà không làm loãng các chất điện giải trong cơ thể khiến các cơ co giật và có thể tử vong.

Độ lớn của âm thanh được đo bằng đơn vị decibel. Khoảng 30dB là độ lớn âm thanh tại các làng quê yên tĩnh, trong khi đó 120dB là độ lớn mà bạn có thể nghe thấy tại các liveshow rock. Âm thanh lớn nhất mà chúng ta có thể nghe có độ lớn khoảng 160dB, nếu âm thanh có độ lớn vượt quá ngưỡng này có thể khiến màng nhĩ bị rách. Khi âm thanh có độ lớn 200dB, các sóng âm thanh có áp lực lớn thậm chí có thể làm vỡ phổi, đẩy không khí vào các mạch màu gây ra nghẽn các mạch máu dẫn tới tử vong.

Chết vì điện giật là một nguyên nhân rất phổ biến. Nguyên nhân gây ra cái chết không phải là mức điện áp lớn, mà là cường độ dòng điện (ampe). Một dòng điện khoảng 1mA có thể gây ra một chút cảm giác tê tê, trong khi đó một dòng điện 200mA là đã đủ để lấy đi mạng sống của chúng ta. Điện trở của da người thay đổi từ 1.000 Ôm (da ướt) đến 100.000 Ôm (da khô), do đó mà mức điện áp tương ứng có thể gây chết người là 200V (da ướt) và 20.000V (da khô). Trên thực tế, chỉ 10% những vụ sét đánh trúng gây ra tử vong.