사람이 견딜 수 있는 중력가속도의 크기는 0.1초 정도만 가해질 경우 대략 45G다. 1초 동안일 경우에는 10G, 15초 동안이면 5G 정도로 내려간다.
엄청난 훈련으로 단련된 F-16 전투기 조종사들은 최대 9G까지 견딘다고 하는데, 이들도 무한정 견딜 수 있는 것은 아니다. 갑자기 시야가 흐려지면서 기절하는 블랙아웃 현상이 나타날 수 있다.
최근 과학자들은 격투기 선수들이 경기 중 견딜 수 있는 충격의 한계가 어디까지인지에 대해서도 관심을 보이고 있다. 실제 디트로이트 소재 웨인 주립대학의 생물의학 전문가 신디 비어는 세포에까지 영향을 주는 뇌 부상의 원리에 대해 연구하고 있다.
인체에서 가장 단단한 구성 물질은 뼈인데, 1세제곱인치 당 8천626kg의 무게를 견딜 수 있다고 알려져 있다. 하지만 뼈가 무게를 감당하는 능력은 힘이 가해지는 속도에 따라 제각각이다.
비어는 “심폐소생술을 행할 때 같은 강도의 힘을 더 빠른 속도로 가한다면 갈비뼈가 부러질 것”이라고 말한다. 비어의 연구팀이 권투 선수들을 대상으로 연구를 실시한 결과 주먹질 한 번에 5천 뉴턴까지의 힘을 낼 수 있었다. 발차기는 최대 9천 뉴턴의 힘을 낸다.
1뉴턴은 1kg의 물체가 1m/s²의 중력가속도를 갖게 하는 힘이다. 속도를 높이면 약 3천300 뉴턴의 힘이 더해지는데, 일반인이 맞으면 갈비뼈가 25% 확률로 부러진다. 맞았을 때 받는 충격의 정도는 뼈를 감싸고 있는 근육이나 지방 같은 요인, 충격이 가해지는 각도, 맞는 사람의 나이나 건강상태 등에 따라 다양하다.
머리를 강하게 맞으면 신경 뉴런이 심하게 눌린다. 이때 뇌는 스스로를 보호하기 위해 운동을 멈춘다. 따라서 의식을 잃게 되는 것이다. 1초에 최고 4만3천 rpm의 속도로 머리가 돌아가도록 때릴 경우 맞은 사람의 25%는 의식을 잃는다.
비어는 “인체가 견딜 수 있는 충격의 한계를 분석해 낸다면 격투기 선수의 보호 장구를 개량하거나 더욱 안전한 어린이용 자전거 헬멧 제작에 도움이 될 것”이라고 말했다.