A Pym részecskék a valóságban mindent összekuszálnak

Amikor 1865-ben megjelent Lewis Carroll meseregénye, az Alice Csodaországban (Alice’s Adventures in Wonderland), az emberek el voltak ragadtatva attól az elképzeléstől, hogy valaki egy varázslatos miniatürizált világba léphet. A zsugorodás témája aztán a filmekben is nagy népszerűségre tett szert, a Hihetetlenül zsugorodó embert (1957) például a valaha volt legjobb sci-finek kiáltották ki. Pár évvel később, az 1960-as évektől a zsugorodás a kezdeti képregényeknek is alappillérévé vált, a Marvel Univerzum pedig azóta is tele van méretváltoztatásra képes karakterekkel. De ha ennyire foglalkoztatja az emberek fantáziáját a zsugorítás gondolata, miért nem találtuk még ki, hogyan lehetne kivitelezni ezt a valóságban? Hát azért, mert több ok miatt is egyszerűen fizikai képtelenség.

Megváltoztathatatlan törvények

Erik Aver, a Gonzaga University fizika adjunktusa szerint, a zsugorodás a következő két elképzelés szerint lenne megvalósítható: az egyik, hogy az embert alkotó atomok közötti távolságot zsugorítjuk, a másik, hogy alapból kevesebb atomból alkotjuk meg a szerves vagy szervetlen testet.

Az első esetben – a Marvel elképzelésével szemben – sajnos azt kell megállítanunk, hogy az atomok közötti távolság nem tud csökkenni. Az atomot képző atommagban lévő protonok és neutronok, valamint az elektronfelhő közötti distancia ugyanis nem változtatható meg. Még ha egy igazi őrült tudósnak sikerülne is valahogy ezt kivitelezni, és valakit egy rovar méretére zsugorítani, ez a valaki egyszerűen annyira sűrűvé válna, mint Frank a Pym Tech mosdójában. Marad tehát a másik lehetőség, az atomok számának csökkentése. Ez elvileg működhetne, de ez is csupán egy bizonyos pontig, mivel van az atomoknak egy minimum száma, ami a sejtfalat és a DNS-t alkotja.

Nem építhetsz várat négy Lego kockából” – mondja Aver. „Ha egy kastély több millió Legoból van megépítve, talán kevesebbet felhasználva kreálhatsz valami egészen hasonlót, de mindig van egy minimum határ.”

Sőt, van még egy ok, amiért a zsugorítás lehetetlen. Ez nem más, mint hogy az olyan biológiai rendszerek, mint az emberi test is, nem lenne képes arra, hogy ilyen gyorsan arányosan növekedjen vagy összemenjen, ezzel együtt pedig minden biológiai folyamat változatlan maradjon. Az oxigén mennyisége, amit a levegőből felveszünk, az étel, amit megemésztünk, vagy a hő, amit leadunk – ezek mind-mind függenek szerveink felszíni területétől és testünk tömegétől. „A zsugorodás nem olyan egyszerű dolog, mint először gondolnánk” – mondja Michel Boudrias, biomechanikai szakértő. Nem lehet ugyanis csak úgy következmények nélkül egy szervet zsugorítani. Vegyük például a tüdőt: ha a hosszt csökkentenénk két egységgel, ezzel arányosan a felszínt néggyel, a térfogatot pedig 8 egységgel, az drasztikusan befolyásolná az oxigén és a széndioxid diffúziójának sebességét.

És pont a légzés az, ahol a Marvel tudományos szempontból is foglalkozott végre a zsugorodás kérdésével. Önmagában ugyanis az oxigénfelvétel sem lenne egyszerű egy összement szervezetnek, mivel a levegő változatlan méretű molekulái, és az a mennyiségű oxigén, amire a szervezetnek szüksége volna, nem lenne összhangban a megváltozott körülményekkel. Ahogy láthatjuk, Mr. Pym erre megoldásként, és az zsugorítás megkönnyítése érdekében, megtervezte a Hangya-ruhát, ami megóvta viselőjét az átalakulások okozta fizikai sokk hatásaitól.

Gyakorlati hatások az emberi szervezetre

A The Biology of B-Movie Monsters c. munkájában Michael LaBarbera, a University of Chicago biológiai és anatómiai professzora elmagyarázza, mi történne ha egy ember felszínét – az eredeti történethez hasonlóan – 70 egységgel zsugorítanánk. Számításai szerint, hogy a test hőmérsékletét fenn lehessen tartani, az átalakulás az anyagcsere sokkal nagyobb sebességét követelné meg, így tulajdonképpen zsugorítva olyanok lennénk, mint egy cickány, akinek az életben maradáshoz naponta a saját testsúlyának megfelelő mennyiségű ételt kell elfogyasztania. A 24 órás evés mellett pedig elég nehéz lenne bármi mással foglalkozni. Bár talán az eredeti méretűvé történő gyors visszaváltozások, megakadályozhatnák, hogy ezek a biológiai hiányosságok megnehezítsék a mindennapokat, vagy akár végzetesekké válhassanak.

A Hangya történetét látva, joggal merülhet fel az a kérdés is, vajon hogyan lehetséges, hogy ilyen aprócskaként valakinek ennyi ereje legyen? A valóságban ha ennyi nem is adatna meg, annyi féligazság van a képregényekben és filmekben, hogy minél kisebb egy élőlény, annál erősebb. Ennek az az oka, hogy míg a méret fogyatkozásával a testtömeg köbösen csökken, addig az izmok keresztmetszete (amitől az erősség függ) csupán négyzetesen. Ráadásul a méret csökkenésével a testek szilárdsága (csontok, váz) köbösen növekszik. Így lehetséges, hogy egy hangya, testtömegének akár ötvenszeresét is elbírja. A fentebb említett gyorsított anyagcserét pedig ha ki lehetne elégíteni 24 órás evés nélkül, a zsugorodás hiperaktivitást és nagymértékben megnövekedett energiát eredményezne, ami hatalmas előnyökkel járna egy-egy komolyabb megmérettetés során.

És mi a helyzet a tömeggel? Vajon ha egy tárgy mérete összezsugorodik, a tömege arányosan csökken vagy marad ugyanaz? A Marvel filmjeiben elég nehéz megfejteni ennek logikáját. Először is ott van az jelenet, amikor Lang először változik át, és a földre esve betöri a csempét. Ez egyértelműen azt sugallja, hogy a tömeg nem változott. Később (még az első rész végén) azonban láthatjuk, ahogy Pym kulcstartóján egy zsugorított tank lóg, sőt a második rész előzetesében egy egész háztömböt mozgat könnyedén. Ezek viszont már nyilvánvalóan nem akkora tömeggel rendelkeznek, mint eredeti változatuk. A készítők végül többnyire a második opciót választották, vagyis hogy a tömeg egyenes arányban csökken a mérettel. Rhett Allain, a Southeastern Louisiana University fizikus adjunktusa, ugyanis kiszámolta, hogy ha a tömeg mégis maradna, Pymnek egy 16 millió kilogrammos, 512.000 kg/m3 sűrűségű „laboratóriumot” kellene kerekeken elmozdítania. Ez közel 23x nagyobb sűrűség lenne, mint a Földön található legsűrűbb természetes anyag az ozmium (22.590 kg/m3). A nyomószilárdságáról már nem is beszélve (csak, hogy lássuk az arányokat): a beton nyomószilárdsága 40 MPa, a gránité 130 MPa, ehhez képest az épületé 3 GigaPascal lenne. Ha tehát Mr. Pym észrevétlenül próbálná magával vinni az objektumot, bizony elég nagy bajban lenne.

Ha még többet szeretnétek megtudni a zsugorodás emberre gyakorolt hatásairól, Mr. Lang (Paul Rudd) itt személyesen is mesél élményeiről: