Das menschliche Auge hat Philosophen, Wissenschaftler und Ärzte seit der Antike verwirrt. Sie schlugen Erklärungen vor, wie das Auge funktionierte, die vom Ausschießen von Lichtstrahlen (danke, Platon) bis zu einer Kristalllinse reichten, die unsere Vision instrumentierte. Die Vorschläge und Forschungen wurden immer ausgefeilter — und genauer – bis wir den heutigen Tag erreichten, wo man mit Sicherheit sagen kann, dass wir ein ziemlich solides Verständnis der Mechanismen haben, die das menschliche Sehen ermöglichen.Ein Aspekt des Sehens, der sich unserem Verständnis entzogen hat, ist jedoch eine überraschend einfache Frage: Wie weit kann das menschliche Auge sehen? Unsere Ignoranz ist kein Mangel an Versuchen – wir haben lange Zeit Experimente und Berechnungen durchgeführt und einige angesehene Theorien aufgestellt. Eine einzelne Kerzenflamme ist zum Marker geworden, mit dem viele versucht haben, die Kraft unserer Augen zu messen. Können wir eine einzelne Flamme ein paar hundert Meter entfernt oder ein paar Meilen sehen? Eine eindeutige Antwort entgeht uns. Wir können immer noch nicht sicher sagen, wie weit wir sehen können, aber einige neue Forschungen haben uns vielleicht viel näher gebracht.
Warum ist die Messung des menschlichen Sehvermögens so schwierig?
Man könnte meinen, herauszufinden, wie weit wir eine Kerzenflamme sehen können, wäre relativ einfach zu entdecken, aber es gibt ein paar scheinbar undurchdringliche Probleme. Erstens ist die Praktikabilität, eine flache, klare, hindernisfreie Fläche zu finden, um unsere Vision zu testen, so gut wie unmöglich. Bäume und Strukturen kämen nicht in Frage, da sie unsere Sicht versperren würden. Noch schwerer zu kontrollieren sind andere Lichtquellen – alles, was unsere Empfänglichkeit beeinträchtigen oder uns ablenken könnte, beeinträchtigt die Legitimität des Experiments.
Auch wenn Wissenschaftler dieses mythische, ablenkungsfreie Grundstück irgendwie finden konnten, stellt die Erde selbst ein weiteres Problem dar. Der Planet, auf dem wir leben, ist rund (aktuelle Nachrichten) und krümmt sich daher an einem Punkt in der Entfernung, die wir den Horizont nennen, etwa 5 Kilometer entfernt. Unser Auge könnte in der Lage sein, eine Kerzenflamme jenseits dieser Entfernung zu sehen, aber es gibt keine Möglichkeit, dies herauszufinden, außer das Experiment im Weltraum durchzuführen.
Diese beiden Probleme sind für sich genommen problematisch, waren aber zusammen unüberwindbar. Wissenschaftler mussten daher auf Vergleiche, Extrapolationen und Berechnungen zurückgreifen. Obwohl es nicht das einfache Flammen- / Entfernungsexperiment ist, hat eine Studie der Texas A&M University eine aufschlussreiche Möglichkeit geboten, die Grenzen unserer Vision abzuschätzen.
Eine Antwort in den Sternen
Zwei Astronomen, Kevin Krisciunas und Don Carona, haben kürzlich beschlossen, zu untersuchen, wie Menschen Sterne sehen, und dabei etwas Licht auf die Art und Weise zu werfen, wie wir Dinge auf der Erde sehen.
Die Helligkeit von Sternen wird auf einer Magnituden-Skala gemessen. Seltsamerweise sind Sterne mit einer Magnitude von 0 am hellsten, und sie werden immer dunkler, je höher die Magnitude ist. Die schwächsten Sterne, die Menschen sehen können, haben eine Magnitude von 6, und alle Sterne, die dunkler sind, müssen durch ein Teleskop oder ein Fernglas betrachtet werden. In diesem Wissen beschlossen die Forscher, die Entfernung zu berechnen, in der eine einzelne Kerzenflamme wie der helle Stern Vega eine Magnitude von 0 haben würde.Ihre grundlegendsten nächtlichen Experimente mit einer Kerze deuteten darauf hin, dass diese Entfernung 338 Meter betrug, eine Entfernung, in der sie „die Kerzenflamme und Vega erschienen von vergleichbarer Helligkeit“ für ihre Augen schrieben. Um dies genauer zu überprüfen, beobachteten sie die beiden Lichtquellen mit einer astronomischen Kamera. Die Ergebnisse überraschten sie.“Die Kerzenflamme bei 338 m war 2.423 Magnituden heller als Vega, obwohl sie in ihrer Helligkeit mit unseren Augen vergleichbar aussah“, schrieben sie.Nach einigen Anpassungen sagten Krisciunas und Carona, dass die Parität bei 892 Metern auftreten würde — im Grunde hat die Kerzenflamme die gleiche Helligkeit wie ein Stern der Stärke 0 in dieser Entfernung.Wir wissen, dass Sterne der Magnitude 0 251,2 mal heller sind als Sterne der Magnitude 6, die dunkelsten, die Menschen ohne Hilfe sehen können. Dies würde es ermöglichen zu bestimmen, wie weit die Kerze sein sollte, um gleich hell wie ein Stern der Stärke 6 zu erscheinen.Laut den Forschern würde dies in einer Entfernung von 2.576 Metern oder etwa 1,6 Meilen auftreten. Es scheint, dass unser Wunder getan ist – die weiteste Entfernung, die ein menschliches Auge eine Flamme erkennen kann, beträgt 1,6 Meilen.
Leider ist es unwahrscheinlich, dass diese Arbeit, so gut durchdacht sie auch ist, die Diskussionen zu diesem Thema beilegen wird. Andere Arbeiten haben vorgeschlagen, dass das menschliche Auge Lichtblitze sehen kann, die nur aus einer Handvoll Photonen bestehen, und es gibt bestimmte Unterschiede zwischen Sternenlicht und Kerzenlicht, für die viele argumentieren könnten, dass sie nicht berechnet werden können.
Wir brauchen immer noch dieses definitive Experiment, das das Problem wirklich misst — die maximale Entfernung, in der ein Mensch eine Kerze sehen kann. Die Berechnung der Entfernung basierend auf anderen Messungen, wie dies und andere Experimente getan haben, ist ein nützliches Werkzeug, das jedoch die Frage selbst nicht ersetzen kann.