fisiologia respiratoria

Ridurre un uomo alle dimensioni di una formica senza cambiare la fisica delle molecole d'aria porta a un problema letale. I polmoni infatti non funzionerebbero più. Il supereroe Marvel Ant-Man ha il potere di ridurre le sue dimensioni mantenendo la sua forza e la sua massa, grazie alle Particelle Pym che riducono la distanza tra gli atomi. Nei film vediamo Scott Lang correre, combattere e parlare mentre è grande quanto un insetto. Se però provassimo a replicare questo fenomeno rispettando le leggi della fisica e della biologia, andremmo incontro a una morte veloce per asfissia. Il problema, per fare un gioco di parole, è molto "più grande" di quello che pensiamo, perchè riguarda l'aria intorno a noi. L'ossigeno non si rimpicciolisce La respirazione umana funziona grazie a uno scambio gassoso che avviene negli alveoli polmonari. L'ossigeno presente nell'aria deve attraversare membrane sottilissime per entrare nel flusso sanguigno ed essere trasportato dall'emoglobina. Questo processo si basa su dimensioni fisse, infatti una molecola di ossigeno ha una dimensione di circa 300 picometri. Se Ant-Man si rimpicciolisce, i suoi polmoni, i suoi bronchi e soprattutto i suoi alveoli diventano minuscoli. Ma le molecole di ossigeno nell'atmosfera restano della loro dimensione originale: le particelle Pym agiscono solo su di lui, non sull'Universo. Ed è qui che nasce il "problema". Ant-Man and the Wasp: Quantumania. (Copyright: Marvel Studios) Respirare nel miele Quando si raggiunge la scala di un insetto, gli alveoli diventano troppo piccoli per permettere un flusso d'aria adeguato, la viscosità dell'aria a quella grandezza diventa la forza dominante. L'aria quindi nel caso di Ant-Man non sarebbe più facile da respirare, ma diventerebbe troppo densa. Inoltre, il "cammino libero medio" delle molecole di gas (la distanza che una molecola percorre prima di colpirne un'altra) diventerebbe paragonabile alla dimensione delle vie aeree dell'eroe. In pratica, per un Ant-Man rimpicciolito, l'aria sarebbe povera di ossigeno accessibile e impossibile da incamerare con dei polmoni da mammifero. Perché le formiche non hanno polmoni? Gli insetti non hanno polmoni proprio per questo motivo. Respirano attraverso un sistema di trachee, tubi che portano l'aria direttamente ai tessuti, un sistema che funziona solo su piccole scale di grandezza. Un mammifero rimpicciolito manterrebbe il suo metabolismo accelerato, o addirittura aumentato, secondo la legge di Kleiber, disperdendo calore molto velocemente, consumando ossigeno senza poterlo prelevare dall'ambiente. Senza una scorta di ossigeno "rimpicciolito" insieme a lui e compresso in bombole speciali, Ant-Man sverrebbe dopo pochi secondi di attività, soffocato da un'aria che è diventata improvvisamente troppo pericolosa per lui. Un po' come nello scontro con Hulk, o con Kang. Fonti: West, J. B., Respiratory Physiology: The Essentials.2. Haldane, J. B. S., On Being the Right Size.

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Perché se Ant-Man si rimpicciolisse davvero morirebbe soffocato in 3 secondi?

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