یک پرسش اساسی؛ آیا بدن خاصیت آهنربایی دارد؟

گروه علمی: یکی از پدیده‌هایی که همیشه برای انسان‌ها تعجب‌آور بوده، پدیده‌ای است که با عنوان خاصیت آهنربایی انسان شناخته می‌شود و بر اثر عواملی می‌تواند بیشتر هم بشود اما آیا بدن انسان واقعا دارای نیروی مغناطیسی است و توجیه علمی برای این چسبندگی وجود دارد؟

مغناطیس انسانی (Human Magnetism) نامی است که به توانایی برخی افراد در جذب اشیا به پوستشان گفته می‌شود. افرادی که چنین ادعایی دارند اغلب با عنوان آهنربای انسانی شناخته می‌شوند و به دلیل خاصیت آهنربایی در جذب اشیای فلزی مشهور هستند اما برخی می‌توانند مواد دیگری مانند شیشه، پلاستیک و ظروف چوبی را هم به بدن خود بچسبانند.طبق پژوهش‌های انجام شده، هیچ یک از ادعاهای ثبت شده در این زمینه با فیزیک مغناطیس ارتباط ندارد. از طرفی چسبندگی اشیایی به جز اشیای آهنی، مانند سایر فلزات یا حتی شیشه و پلاستیک به پوست، این موضوع را روشن‌تر هم می‌کند.

دلیل علمی چسبندگی اشیا به پوست
آیا پدیده‌ی چسبندگی اشیا به پوست، هیچ توجیه علمی یا فیزیکی ندارد؟ در پاسخ باید گفت که برعکس؛ این موضوع نتیجه‌ی یک پدیده‌ی ساده و پرکاربرد علمی است. همه چیز به اصطکاک برمی‌گردد. پدیده‌ای فیزیکی که در همه‌ی جوانب زندگی ما کاربرد دارد و با فرمولی ساده بیان می‌شود: F=μN.

فرمول و دیاگرام نیروی اصطکاک

دیده می‌شود که اصطکاک با دو عامل نیروی عمودی تکیه‌گاه (N) و ضریب اصطکاک (μ) متناسب است و هر یک از این دو که بیشتر باشد، نیروی اصطکاک هم زیادتر می‌شود. ضریب اصطکاک پوست در نقاط مختلف بدن، متفاوت است و این میزان حتی در انسان‌های گوناگون هم نسبت به یکدیگر تغییر می‌کند.

بنابراین با قرار دادن سطوح مختلف روی پوست، اثر این نیرو خود را به صورت چسبندگی ظاهری نشان می‌دهد. اصطکاک را نیروی مقاومت سطحی در برابر حرکت تعریف کرده‌اند. هنگامی که نیرویی قصد حرکت دادن دو شیء در تماس با هم را داشته باشد، این نیرو ایجاد می‌شود و از حرکت جلوگیری می‌کند.درباره‌ی چسبندگی اشیا به پوست انسان، نیرویی که قصد آغاز حرکت را دارد، نیروی گرانش زمین است که رو به پایین اعمال می‌شود و بسته به نوع پوست و در نتیجه تغییر ضریب اصطکاک آن، نیروی اصطکاک می‌تواند بیشتر باشد، اصطکاک ایستایی پیش از آغاز حرکت و اصطکاک جنبشی پس از آغاز حرکت اشیا روی پوست بیشتر شود و بنابراین چسبندگی ظاهری اشیا به پوست هم بیشتر به چشم بیاید.

مفهوم نیروی اصطکاک؛ دو شیء که با هم در تماس هستند، در حقیقت در ابعاد میکروسکوپی بسیار به یکدیگر گیر کرده‌اند.
Credit: CaoHao/Wikimedia
افزایش اصطکاک؛ افزایش چسبندگی ظاهری
هر عاملی که باعث افزایش ضریب اصطکاک پوست شود، نیروی مخالف حرکت را افزایش می‌دهد و می‌تواند این تصور را ایجاد کند که خاصیت مغناطیسی بدن بیشتر شده اما در حقیقت این نیروی اصطکاک است که زیادتر شده است.

یکی از عواملی که باعث افزایش ضریب اصطکاک میان پوست و اشیا دیگر می‌شود، قرارگیری مواد چسبنده مانند الکل ضدعفونی پس از واکسن زدن است. عامل دیگر مؤثر در افزایش نیروی اصطکاک پر شدن فضاهای دارای هوا روی سطح در ابعاد میکروسکوپی است که می‌تواند به وسیله‌ی مایعاتی مانند آب، عرق بدن یا الکل ضدعفونی صورت بگیرد و با کاهش فشار هوا از یک سمت، نیروی عمودی تکیه‌گاه را بیشتر کند و اصطکاک را افزایش دهد.
باید درنظر داشت که پوست انسان بسیار الاستیک (کشسان) است و تمایل دارد تا با اشیایی که با آن‌ها در تماس است، همراه شود. به همین دلیل است که به‌ویژه در روزهای گرم پوست برهنه به صندلی‌ها و دیگر اشیای چرمی یا پلاستیکی می‌چسبد.

دکتر «گابور سامورجای» (Gabor Somorjai) استاد دانشگاه کالیفرنیا برکلی با اشاره به اینکه چسبندگی اشیا به پوست اثر چربی و مواد روغنی روی پوست است، در این زمینه می‌گوید: «پوست شما با چربی و روغن پوشیده شده که می‌توانید با صابون آن‌ها را بشویید اما در کمتر از یک دقیقه دوباره با این چربی بازمی‌گردد.» این چربی می‌تواند در افراد گوناگون متفاوت باشد و ویژگی‌های آن اجازه می‌دهد تا اشیای فلزی سر جای خود روی پوست باقی بمانند و هر چه پوست و سطح صاف‌تر باشند، این چسبندگی بیشتر هم می‌شود.

نمایی نزدیک از پوست انسان
Credit: Pixabay
«بنجامین رادفورد» (Benjamin Radford) پژوهشگر ادعاهای علمی مشکوک در دیسکاوری می‌نویسد که این خاصیت در پوستی که موی کمتری داشته باشد، بیشتر دیده می‌شود و قرار گرفتن مو بین اشیا و پوست اصطکاک را کاهش می‌دهد.او دلیل دیگری هم دارد، اگر این چسبندگی به جای اصطکاک به دلیل مغناطیس باشد، دلیلی وجود ندارد که فقط در پوست برهنه دیده شود زیرا کشش یا جذب مغناطیسی حتی باید از روی یک لایه نازک کاغذ هم انجام شود و حتی اگر مغناطیس زیادتر هم باشد، آن‌طور که برخی افراد ادعا می‌کنند، حتی باید از روی لباس آن‌ها هم روی دهد.

از سوی دیگر همان‌طور که فرمول اصطکاک نشان می‌دهد نیروی عمودی تکیه‌گاه یک عامل مهم در نیروی مقاومت سطحی است. بنابراین هرچه نیروی رو به داخل سطح بیشتر باشد، اصطکاک بیشتر می‌شود. یک عامل مؤثر در نیروی عمودی سطح که بر اثر گرانش زمین و وزن اشیا ایجاد می‌شود، شیب سطح است که هرچه کمتر باشد، نیروی عمودی و درنتیجه اصطکاک زیادتر می‌شود.

بنابراین شیب قرارگیری پوست هم می‌تواند این نیروی اصطکاک با پوست را افزایش دهد و به همین دلیل است کسانی که اشیا را به پوست خود می‌چسبانند، اندام خود را به عقب خم می‌کنند و نه به جلو. با خم کردن اندام به عقب، نیروی عمودی تکیه‌گاه (وزن مؤثر) وارد شده به سطح پوست افزایش می‌یابد و درنتیجه نیروی اصطاک هم بیشتر می‌شود و این‌طور به‌نظر می‌رسد که خاصیت مغناطیسی وجود دارد.

“بنابراین می‌توان گفت که افرادی که اشیا به بدن آن‌ها می‌چسبد، دارای خاصیت آهنربایی نیستند، بلکه پوست آن‌ها دارای اصطکاک و چسبندگی زیادی است که هم می‌تواند وابسته به نوع پوست و هم وابسته به عوامل بیرونی مانند قرارگیری مواد چسبناک روی پوست باشد و درنتیجه در افراد گوناگون به میزان متفاوتی دیده می‌شود.”

ارتباط خاصیت مغناطیسی با بدن انسان
مغناطیس زیستی (Biomagnetism)
آیا بدن انسان خاصیت مغناطیسی و آهنربایی هم دارد؟ در پاسخ باید گفت که بدن انسان مانند یک آهنربا خاصیت مغناطیسی ندارد و در زندگی روزانه خاصیت مغناطیسی بدن به هیچ وجه دیده نمی‌شود. اما با توجه به حرکت الکترون‌ها و درنتیجه جریان الکتریکی در بافت‌های بدن مانند قلب، مغز و یا عضلات و همچنین آلودگی‌های احتمالی شش‌ها در برخی محیط‌ها به مواد مغناطیسی، می‌توان مغناطیسی زیستی برای بدن تعریف کرد که با نام «مغناطیس زیستی» یا «بیومغناطیس» (Biomagnetism) شناخته می‌شود.

این میدان‌های مغناطیسی ایجاد شده در بدن، به اندازه‌ای ضعیف هستند که برای شناسایی شار مغناطیسی تولید شده از آن‌ها در خارج از بدن، به یک مغناطیس‌سنج اَبَررسانای تداخلی کوانتومی (Superconducting Quantum Interference Device) یا SQUID با حساسیت فوق‌العاده بالا نیاز است و بنابراین بر روی اشیای آهنی اطراف هیچ اثر قابل شناسایی با ابزارهای معمول نمی‌گذارند.

حس درک مغناطیس (Magnetoreception)
از سوی دیگر یکی از مباحث در زمینه‌ی ارتباط انسان با خاصیت مغناطیسی، توانایی تشخیص میدان‌های مغناطیسی خارجی، مانند میدان مغناطیسی زمین است. برخی حیوانات مانند زنبورها، لاک‌پشت‌ها، نهنگ‌ها و پرندگان این توانایی را دارند که به آن‌ها برای حرکت و مسیریابی طولانی در جهان و هنگام مهاجرت کمک می‌کند.
در انسان چنین چیزی شناخته نشده و در بسیاری از آزمایش‌ها هیچ نشانه‌ای از درک میدان مغناطیسی دیده نشده است، اما با کشف اینکه سلول‌های زنده توانایی ساخت نانوبلورهای فرومغناطیسی معدنی دارند، این دیدگاه تغییر کرد.

طرحی گرافیکی از میدان مغناطیسی خفیف قلب
Credit: Institute of HeartMath
بنابراین در یک آزمایش در سال ۲۰۱۹ از داوطلبان خواسته شد تا در قفس فارادی بنشینند. در این قفس با تغییر جهت میدان مغناطیسی القایی، رفتار مغز داوطلبان بررسی شد و نشان داده شد که مغز برخی از آن‌ها به محرک‌های مغناطیسی واکنش نشان می‌دهد و این نشانه‌ای از درک مغناطیسی انسان است.این در حالی است که هیچ یک از شرکت‌کنندگان، هنگام آزمایش از واکنش مغزی خود خبر نداشتند و همه چیز برای آن‌ها عادی بود و فقط می‌دانستند که یک ساعت در سکوت و به تنهایی روی صندلی نشسته بودند، در حالی که مغز برخی از آن‌ها تغییر در سطح امواج آلفا را نشان می‌داد.

بنابراین تاکنون برداشت ضعیف مغز از تغییر میدان مغناطیسی شناسایی شده که حتی گاهی از آن با عنوان حس ششم هم یاد می‌شود، اما در حقیقت هنوز شواهدی از این که این برداشت، در توانایی‌های فردی به ویژه برای جهت‌یابی اثرگذار باشد، دیده نشده است و دانشمندان هنوز پرسش‌های بسیاری در این زمینه دارند.
به عقیده‌ی آنان شاید درک مغز انسان از میدان مغناطیسی زمین، شگفت‌آور باشد اما با توجه به اینکه شواهدی از احساس میدان مغناطیسی در اجداد حیوانی انسان (انسانیان) وجود دارد، شاید عجیب‌تر این باشد که چگونه انسان این توانایی را از دست داده است؟تاکنون شواهدی پیدا شده که نشان می‌دهد برخی افراد دارای حسگرهای مغناطیسی هستند که سیگنال‌هایی به مغز ارسال می‌کنند اما میزان وراثت کامل این توانایی، چیزی است که باید در آینده روشن شود. پوست برخی افراد با ضریب اصطکاک بالاتر، توانایی نگه داشتن اجسام سنگین‌تری هم دارد.