Буквально на днях в Париже стартовали летние Олимпийские игры 2024 года.
И вместе с началом этого значимого спортивного события вы вполне можете начать болеть за своих любимых элитных спортсменов, надеясь увидеть то, как они будут устанавливать новые рекорды. Но по мере того, как результаты улучшаются, а рекорды становится всё труднее превосходить, смогут ли когда-нибудь спортсмены достичь предела своих возможностей?
Метание молота, возможно, уже постигла такая участь — никто не может побить мировой рекорд в этой дисциплине, установленный ещё в 1986 году. Тем не менее, спортсмены часто превосходят друг друга в других видах спорта, таких как спринт на 400 метров.
Биофизические ограничения мышц, а также другие факторы, такие как время реакции, могут ограничивать человеческие достижения, рассказали эксперты ресурсу Live Science. Однако инновационные методы и улучшенная спортивная экипировка в состоянии помочь спортсменам и дальше достигать новых уровней производительности.
Ограничения мышц
Нередко олимпийцы могут похвастаться впечатляющей мускулатурой, но их увеличение не всегда ведёт к улучшению спортивных результатов. Это частично связано с тем, что мышцы теряют эффективность по мере своего роста.
Кевин Мурач (Kevin Murach), исследователь мышц из Университета Арканзаса, рассказал Live Science, что самые эффективные мышцы сокращаются вдоль линии между двумя сухожилиями. Однако по мере расширения мышцы сокращаются под менее эффективным, косым углом. В целом, большая мышечная масса производит дополнительную силу, но отдача уменьшается по мере продолжения роста мышечной массы, и в конечном итоге мышцы достигают жёсткого предела своих возможностей.
Более того, большие мышцы даже могут ограничивать спортсменов в некоторых видах спорта, таких как спринт. С одной стороны, увеличенные мышцы придают спринтеру больше силы и помогают преодолевать инерцию — тенденцию объекта оставаться в покое при начале движения.
Однако, «существует точка, в которой вы не захотите, чтобы ваши мышцы были слишком большими», — сказал Мурач. «Вы точно не захотите, чтобы их большой объём превратил их в якорь».
Помимо размера мышц, на производительность спортсмена может влиять преобладающий тип мышечных волокон. Существует два основных типа мышечных волокон: быстросокращающиеся и медленносокращающиеся.
«Если взглянуть на спринтера, у него высокий процент быстросокращающихся мышечных волокон, в то время как у марафонца преобладают медленносокращающиеся волокна», — сказал в интервью Live Science Джон Хоули (John Hawley), физиолог, возглавляющий Программу исследований упражнений и питания в Австралийском католическом университете.
Быстросокращающиеся волокна богаче энергетическими запасами, они производят более взрывные движения и быстрее утомляются, чем медленносокращающиеся, отметил специалист.
Это накладывает ограничение скорости на виды спорта с высокой выносливостью, такие как бег на длинные дистанции.
Из-за этого, «я не уверен, что мы когда-либо достигнем состояния, при котором можно будет пробежать марафон со спринтерской скоростью», — сказал Мурач.
Влияние техники и оборудования
Мышцы устанавливают предел того, насколько усердно могут работать спортсмены, но их производительность также зависит от того, как они используют свои мышцы.
На Олимпийских играх 1968 года Дик Фосбери (Dick Fosbury) использовал инновационную стратегию для прыжков в высоту, которая буквально подняла планку. Вместо того чтобы перепрыгивать через планку вперёд, он в полёте изворачивал своё тело. Такой прыжок назад предоставлял ему возможность изгибать тело и опускать центр тяжести, что позволяло перепрыгивать планку с меньшими усилиями. Пять лет спустя Дуайт Стоунс (Dwight Stones), используя этот метод, усовершенствовал «флоп Фосбери» и превзошёл мировой рекорд в прыжках в высоту.
«Сейчас в мире не найдётся прыгуна в высоту — разве что один из ста — который бы не использовал эту технику», — сказал Хоули.
Это означает, что физический пик не обязательно препятствует установлению новых рекордов в будущем.
Улучшения в спортивной экипировке также могут значительно повысить производительность. Например, спортсмены, носившие купальники с полиуретановым покрытием, побили 25 мировых рекордов на Олимпийских играх 2008 года.
Одна из гипотез заключается в том, что «полиуретановая панель, ламинированная на ткань, могла предотвращать выход воздуха из ткани костюма (купальника), когда спортсмен входил в воду», — сказала в электронном письме Live Science Ада Ферри (Ada Ferri), инженер-текстильщик из Политехнического университета Турина в Италии.
Малое количество захваченного воздуха могло предоставлять участникам преимущество, создавая некоторую плавучесть, предположила она.
«Так как гонки выигрываются за считанные сотые доли секунды, даже плавучесть в несколько миллиметров может быть решающей», — сказала Ферри.
Позже, в 2010 году, полиуретановые купальники были запрещены. Тем не менее это не помешало спортсменам превосходить рекорды, что свидетельствует о том, что истинные возможности пловцов ещё не достигли своего предела.
С 2016 же года преимущество бегунам могут давать кроссовки с углеродными вставками, сказала Ферри. Такой тип обуви уменьшает потерю энергии благодаря амортизирующей промежуточной подошве, что означает, что бегуну требуется меньше усилий для быстрого бега. Всемирная лёгкая атлетика, организация, объединяющая федерации лёгкой атлетики, позволяет спортсменам соревноваться в такой обуви, если высота подошвы не превышает примерно 1,6 дюйма (4 сантиметра), поэтому возможно, что эта спортивная экипировка приведёт к новым рекордам в беге.
Больше побитых рекордов?
На производительность также могут влиять и другие факторы, такие как диета спортсмена, его психологическое состояние или режим тренировок.
Например, велосипедисты и бегуны тренируются на больших высотах, заставляя свои тела производить больше эритроцитов, переносящих кислород. Однако, Ферри утверждает, что эти дополнительные факторы приводят к постепенному улучшению производительности. Огромные скачки, по её словам, чаще всего связаны с прорывами в дизайне материалов и оборудования.
Исторически так сложилось, что в спорте и на Олимпийских играх участвовало больше мужчин, чем женщин. Поэтому большинство исследований в области спортивных достижений основано на мужской анатомии, и данных о физиологии женщин недостаточно. Изучение лучших методов тренировок, специально ориентированных на женщин-спортсменок, может привести к значительным улучшениям производительности, предположила Ферри.
«Впервые на следующих Олимпийских играх в Париже процент женщин и мужчин-спортсменов будет [ближе к] равному», — отметила Ферри.
Чем больше женщин-спортсменок будут соревноваться, тем вероятнее, что некоторые из них превзойдут предыдущие достижения, поэтому равное количество участников может привести к большему числу побитых рекордов.
Хоули отметил, что исторически большинство достижений в спортивных результатах достигались методом проб и ошибок, и только потом учёные начинали изучать причины, почему это происходило. Но сейчас наука в спорте задействована ещё сильнее.
С увеличением объёма данных о мониторинге, «у нас будет кладезь информации, которую спортсмены и тренеры смогут использовать для принятия обоснованных решений о стратегиях тренировок и соревнований», — сказала Ферри.
Это может упростить новые прорывы, которые подтолкнут спортсменов к установлению новых рекордов.
