ludzkie oko od starożytności oszałamiało filozofów, naukowców i lekarzy. Zasugerowali wyjaśnienia, jak działa oko, które wahały się od strzelania wiązkami światła (dzięki Platonowi) do kryształowej soczewki, która instrumentowała naszą wizję. Sugestie i badania stały się bardziej wyrafinowane — i dokładniejsze-aż dotarliśmy do dnia dzisiejszego, gdzie można śmiało powiedzieć, że mamy dość solidne zrozumienie mechanizmów, które pozwalają na ludzki wzrok.
jednym z aspektów widzenia, który umknął naszemu zrozumieniu, jest zaskakująco proste pytanie: jak daleko może widzieć ludzkie oko? Nasza ignorancja nie wynika z braku prób — od dawna prowadzimy eksperymenty i obliczenia, wymyślając kilka szanowanych teorii. Jeden płomień świecy stał się znacznikiem, za pomocą którego wielu próbowało zmierzyć siłę naszych oczu. Czy możemy zobaczyć pojedynczy płomień kilkaset metrów stąd, czy kilka mil? Jednoznaczna odpowiedź unika nas. Nadal nie możemy powiedzieć na pewno, jak daleko możemy zobaczyć, ale niektóre nowe badania mogły tylko zbliżyć nas do odkrycia.
dlaczego mierzenie ludzkiego wzroku jest tak trudne?
można by pomyśleć, że odkrycie, jak daleko możemy zobaczyć płomień świecy, byłoby stosunkowo łatwe do odkrycia, ale jest kilka pozornie nieprzeniknionych problemów. Po pierwsze, praktyczność znalezienia płaskiej, przejrzystej, wolnej od przeszkód przestrzeni, aby przetestować naszą wizję, jest prawie niemożliwa. Drzewa i struktury byłyby wykluczone, ponieważ blokowałyby naszą linię widzenia. Jeszcze trudniej kontrolować inne źródła światła-wszystko, co może zakłócać naszą otwartość lub rozpraszać nas, podważa zasadność eksperymentu.
nawet jeśli naukowcy byli w stanie znaleźć ten mityczny, wolny od rozpraszania uwagi obszar ziemi, sama Ziemia stanowi kolejny problem. Planeta, na której żyjemy, jest okrągła (breaking news), a zatem zakrzywia się w punkcie w odległości, którą nazywamy horyzontem, w odległości około 5 kilometrów. Nasze oko może być w stanie zobaczyć płomień świecy poza tą odległością, ale nie ma sposobu, aby się tego dowiedzieć, poza przeprowadzeniem eksperymentu w kosmosie.
te dwa problemy same w sobie są problematyczne, ale razem były nie do pokonania. Dlatego naukowcy musieli uciekać się do porównywania, ekstrapolowania i obliczania. Chociaż nie jest to prosty eksperyment płomień/odległość, badanie z Texas A&M University zaoferowało dość wnikliwy sposób oszacowania granic naszej wizji.
an Answer In the Stars
dwaj astronomowie, Kevin Krisciunas I Don Carona, postanowili niedawno przyjrzeć się temu, jak ludzie postrzegają Gwiazdy, rzucając trochę światła — zamierzonego — na sposób, w jaki widzimy rzeczy na Ziemi.
jasność gwiazd jest mierzona w skali jasności. Co dziwne, Gwiazdy o jasności 0 są najjaśniejsze i stają się coraz ciemniejsze, im większa jest ich jasność. Najlżejsze gwiazdy, które ludzie mogą zobaczyć, mają wielkość 6, a wszelkie Gwiazdy ociemniałe muszą być oglądane przez teleskop lub lornetkę. Wiedząc o tym, naukowcy postanowili obliczyć odległość, w której pojedynczy płomień świecy miałby wielkość 0, jak jasna gwiazda Vega.
ich najbardziej podstawowe nocne eksperymenty ze świecą sugerowały, że odległość ta wynosiła 338 metrów, odległość, na której napisali „płomień świecy i Vega pojawiły się o porównywalnej jasności” dla ich oczu. Aby dokładniej sprawdzić, obserwowali dwa źródła światła za pomocą kamery Astronomicznej. Wyniki ich zaskoczyły.
„płomień świecy na wysokości 338 m był o 2423 magnitudy jaśniejszy od Vegi, mimo że wyglądał porównywalnie pod względem jasności dla naszych oczu” – napisali.
po dokonaniu pewnych korekt, Krisciunas i Carona stwierdzili, że parzystość wystąpi na 892 metrach — zasadniczo płomień świecy ma taką samą jasność jak gwiazda o jasności 0 w tej odległości.
wiemy, że Gwiazdy o jasności 0 są 251,2 razy jaśniejsze od gwiazd o jasności 6, te najciemniejsze, jakie ludzie mogą zobaczyć bez pomocy. Umożliwiłoby to określenie, jak daleko powinna być świeca, aby wyglądać równie jasno jak gwiazda o jasności 6.
według badaczy miałoby to nastąpić w odległości 2576 metrów, czyli około 1,6 mili. Wydaje się, że nasze zastanawianie się jest skończone – najdalsza odległość, jaką ludzkie oko może wykryć płomień, to 2,6 mili.
Niestety, tak dobrze przemyślana jak ta praca, raczej nie rozstrzygnie dyskusji na ten temat. Inne prace sugerują, że ludzkie oko może widzieć błyski światła składające się tylko z kilku fotonów i istnieją pewne różnice między światłem gwiazd a światłem świec, na które wielu twierdzi, że nie można obliczyć.
wciąż potrzebujemy tego ostatecznego eksperymentu, który naprawdę mierzy aktualny problem — maksymalną odległość, z której człowiek może zobaczyć świecę. Obliczanie odległości na podstawie innych pomiarów, tak jak to i inne eksperymenty, jest użytecznym narzędziem, ale nie można go zastąpić samym pytaniem.