Kaip toli gali matyti žmogus?

Jei Žemė būtų plokščia arba jeigu žmogus stovėtų ant kalno, žvalgydamasis po didesnę nei įprastai planetos plotą, galėtų pastebėti ryškias šviesas, esančias už šimtų kilometrų. Tamsią naktį žmogus galėtų pastebėti žvakės šviesą, žybčiojančią už 48 kilometrų, rašo lifeslittlemysteries.com.

Tai, kaip toli gali matyti žmogaus akis, priklauso nuo to, kiek šviesos dalelių – fotonų – tolimas objektas skleidžia. Tolimiausias objektas, matomas plika akimi, yra Andromedos galaktika, esanti už 2,6 mln. Šviesmečių nuo Žemės. Galaktiką sudarančios trilijonas žvaigždžių skleidžiamos šviesos tiek daug, jog kas sekundę kiekvieną Žemės kvadratinį centimetrą atakuoja keli tūkstančiai fotonų. Tamsią naktį to užtenka mūsų tinklainei sudirginti.

Dar 1941 metais regos mokslininkas Seligas Hechtas ir jo kolegos iš Kolumbijos universiteto atliko vis dar patikimais laikomus regos „absoliučios ribos“ matavimus. Jie nustatė minimalų fotonų skaičių, turintį pataikyti į misų tinklainę, kad būtų sukeltas regos pojūtis.

Eksperimento metu ši riba matuota idealiomis sąlygomis: dalyvių akims duota laiko prisitaikyti prie visiškos tamsos, šviesos blyksnis, naudotas kaip dirgiklis, buvo 510 nanometrų ilgio (melsvai žalia šviesa). Tokiai šviesai mūsų akys yra jautriausios, o ji buvo nukreipta į tinklainės pakraštį, kurioje yra daugiausia šviesą aptinkančių lazdelės formos ląstelių.

Mokslininkai nustatė, jog tam, kad tyrimo dalyviai pastebėtų tokį šviesos žybsnį, reikia, kad į jų akies obuolius patektų 54–118 fotonų. Remiantis tinklainės absorbcijos matavimais, tyrėjai apskaičiavo, kad iš tiesų tiriamųjų lazdelės formų ląstelių sugeriamų fotonų koeficientas yra 10 kartų mažesnis. Taigi, absorbavus nuo 5 iki 14 fotonų arba aktyvavus vos 5–14 lazdelės formos ląstelių, smegenys gauna signalą, jog kažką matome.

„Tai iš tiesų nedidelis cheminių įvykių skaičius“, – savo straipsnyje pažymėjo S. Hechtas su kolegomis.

Turint omenyje regos ribą, žvakės liepsnos ryškumą ir tai, kaip švytintis objektas blanksta priklausomai nuo jo atstumo, regą tyrinėjantys mokslininkai daro išvadą, kad žmogus gali įžiūrėti blyškų švytėjimą žvakės, esančios už 48 kilometrų.

Tačiau iš kokio atstumo galime suvokti, kad objektas yra daugiau kaip šviesos žybsėjimas? Tam, kad objektą matytume plačiau erdvėje, o ne tik kaip tašką, jo skleidžiama šviesa turi sudirginti bent dvi gretutines kūgio formos ląsteles. Šios akyje esančios ląstelės padeda mums matyti spalvas.

Esant idealioms sąlygoms, objektas turi būti priešais bent 1 arkinės minutės arba vienos šešimdešimtosios laipsnio dalies kampu tam, kad kūgio formos ląstelės būtų sužadintos (šis kampo dydis lieka toks pats, nepriklausomai nuo to, ar objektas yra arti, ar toli). Mėnulio pilnatis yra 30 arkinių minučių pločio, o Venera, kurios kampas yra maždaug 1 arkinė minutė, yra sunkiai matoma kaip platesnis objektas.

Žmogaus dydžio objektai išskiriami už 3 kilometrų atstumo. Pavyzdžiui, tokiu atstumu žmogus geba įžiūrėti dvi skirtingas automobilio priekines šviesas.