
شاید زیاد وقت خود را صرف خیره شدن به افق و تشخیص اجسام دور نکرده باشید. اما اگر به فاصله دور در سطح زمین نگاه کنید و مانعی در دیدتان نباشد، چشم انسان تا چه حد میتواند ببیند؟
همانطور که معلوم است: بسیار دور.
اگر شما فردی با بینایی طبیعی و دید ۲۰/۲۰ باشید و از ارتفاع حدود ۵ فوت (۱۵۲.۴ سانتیمتر) به صورت افقی نگاه کنید، میتوانید حدود ۳ مایل (۵ کیلومتر) را ببینید. این نقطهای است که انحنای زمین باعث میشود سطح زمین دیگر در دید نباشد.
در حالی که توانایی تشخیص اشیاء به اندازه و مقدار نوری که جسم دور از خود ساطع میکند بستگی دارد، به گفته دکتر اریک لوول سینگمن، در یک شب تاریک میتوان شعله شمع را از حدود ۱.۵ مایل (۲.۴ کیلومتر) دورتر دید. او یک چشمپزشک فعال در دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند و همچنین استاد چشمپزشکی در دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند است.
دیدن نیازمند چندین سیستم است

برای درک اینکه چگونه چشمهای ما میتوانند جسم دوری مانند شعله شمع را ببینند، دانستن در مورد بینایی طبیعی و نحوه عملکرد چشم انسان مفید است. در حالی که قدرت بینایی بین افراد، متفاوت است، چشم غیرمسلح قطعاً یک ابزار بسیار شگفتانگیز است.
قابلیت تفکیک (رزولوشن) چشم انسان ۱۲ برابر دوربین یک گوشی هوشمند رده بالای امروزی است. همانطور که سینگمن اشاره میکند، ما میتوانیم طیف تقریباً نامحدودی از رنگها و شکلها را ببینیم و همچنین تغییرات بسیار کوچک در روشنایی و مقادیر ناچیزی از حرکت را تشخیص دهیم.
سینگمن توضیح میدهد: “چشم، نور را به انرژی زیستسنجی (biometric energy) تبدیل میکند که به مغز منتقل میشود.” اما این فقط یک نمای کلی است. بینایی انسان یک فرآیند پیچیده و دقیق است. نور از اشیاء منعکس میشود و از قرنیه (cornea) عبور میکند که پرتوهای نور را خم میکند. سپس از عدسی چشم عبور میکند.
وقتی نور کافی از چشم عبور کند و به شبکیه (retina) برسد، یک لایه از سلولهای عصبی کوچک که در قسمت پشتی چشم قرار دارند، به نام سلولهای مخروطی و استوانهای (rods and cones)، به ارسال تکانههای الکتریکی (امواج الکتریکی) از طریق عصب بینایی به مغز کمک میکنند که تصویر یا درک بصری ایجاد کند.
سینگمن میگوید: “برخی از این سلولها رنگها را میبینند، برخی دیگر سیاه و سفید را میبینند. برخی فقط حرکت را در یک جهت میبینند و برخی حرکت را در جهت دیگر میبینند. برخی شکلها را میبینند. برخی فقط به نور محیط کلی نگاه میکنند.”
این سلولها به عنوان یک تیم کار میکنند تا به مغز شما بگویند چه چیزی را تجسم کند، اطلاعاتی در مورد زمان روز، اینکه چه چیزی در حال حرکت است و چه رنگهایی قابل مشاهده هستند را منتقل میکنند. سینگمن میگوید: “اینها در واقع کانالهای جداگانهای هستند (یعنی منسجم و پیوسته و واحد نیستند-م). و سپس مغز شما تصاویر را میگیرد و آنها را به چیزی تبدیل میکند که ذهن آگاه شما میتواند درک کند.”
علاوه بر این، سیستم بینایی انسان، همچنین، اطلاعات بصریای را منتقل و ایجاد میکند که لزوماً از آن آگاه نیستید – برای مثال، مقدار نور محیط، که ریتمهای طبیعی روز و شب شما را کنترل میکند.
فاصله دید شما به نقطه دید شما بستگی دارد

همانطور که سینگمن قبلاً توضیح داد، بدون وجود موانع در مسیر، قبل از اینکه به نقطهای برسید که زمین به اندازه کافی منحنی میشود تا دید شما را از آنچه روی زمین است مسدود کند، میتوانید حدود ۳ مایل (۴.۸ کیلومتر) را از سطح زمین ببینید. این بر اساس یک فرد فرضی است که ۵ فوت (۱.۵ متر) قد دارد.
سینگمن میگوید: “اگر من ۶ فوت (۱.۸ متر) قد داشتم، میتوانستم دورتر را ببینم.” هر چه بالاتر بروید، میتوانید دورتر را ببینید. فردی که از عرشه دیدنی برج خلیفه، بلندترین ساختمان جهان در دوبی، به ارتفاع ۲۷۱۶.۵ فوت (۸۲۸ متر) نگاه میکند، طبق یک مقالهی نیویورک تایمز در سال ۲۰۱۰، میتواند ۶۰ مایل (۹۶.۵ کیلومتر) را ببیند.
دید ما فراتر از افق نیز گسترش مییابد. اگر انحنای زمین وجود نداشت و زمین سطحی صاف بود، زاویه دید نامحدودی از چشمان ما به دورترین جسم قابل مشاهده داشتیم.
به گفته دکتر تیموتی مککالی، استاد و رئیس گروه چشمپزشکی و علوم بینایی در دانشکده پزشکی مکگوورن در دانشگاه تگزاس بهداشت هوستون، جو نیز عامل مهمی در میزان دید اشیاء دور است.
مککالی میگوید، از نظر تئوری، در خلاء، محدودیتی برای اینکه چشمان شما چقدر دور میتواند ببیند وجود ندارد، زیرا پرتوهای نور میتوانند مسافت نامحدودی را طی کنند. اما در سطح زمین، “شما از طریق جو میبینید، و ذرات زرد رنگ موجود در هوا، نور را پراکنده میکنند.” او میگوید: “بنابراین بسته به محیطی که نور از آن عبور میکند، این امواج الکترومغناطیسی به چشمان شما میرسند یا نمیرسند.”
مشکل مشابهی در یک روز یا شب مه آلود رخ میدهد. مککالی توضیح میدهد: “نور خیلی ساده، دیگر (در این شرایط) قادر به عبور نیست” به همین دلیل است که میتوانیم شعله شمع را ببینیم که در یک آسمان شب تاریک میدرخشد، اما وقتی هوا ابری است نمیتوانیم آن را ببینیم.
چشم انسان بینقص نیست
اگرچه میتوانیم یک جسم درخشان را در فاصله دور ببینیم، چشم انسان محدودیتهایی دارد، به خصوص وقتی صحبت از تیزبینی (visual acuity)، اصطلاح علمی پزشکی برای وضوح بینایی (sharpness of vision) میشود.
سلولهای مخروطی – گیرندههای نوری که به طول موجهای نور قرمز، سبز و آبی حساس هستند – در لکه زرد یا ماکولا (macula)، ناحیهای در وسط شبکیه، متمرکز شدهاند. واضحترین بینایی ما در مرکز ماکولا، در نقطهای به نام گوده مرکزی (fovea) است که میتواند روی قسمت کوچکی از دنیای جلوی شما متمرکز شود.
سینگمن میگوید: “ممکن است فکر کنید که میدان دید بسیار گستردهای دارید، اما واقعیت این است که ناحیه واضحترین دید شما در واقع فقط چند درجه است. شما کل دنیا را به وضوح نمیبینید. اگر یک حرف بزرگ E به اندازه دست خود بگیرید و آن را حدود ۱۵ تا ۲۰ درجه به طرفین حرکت دهید، نمیتوانید بگویید که چه حرفی است. وقتی که از مرکز دور میشوید، وضوح بینایی شما بسیار سریع کاهش مییابد.”
به همین دلیل است که تباهی لکه زرد یا دژنراسیون ماکولا (macular degeneration)، یک بیماری چشمی که در آن ماکولا آسیب میبیند و باعث از دست دادن دید مرکزی میشود، میتواند برای افرادی که به آن مبتلا میشوند بسیار جدی باشد. (این خطر با افزایش سن بیشتر میشود.)
سینگمن میگوید: “باید به یاد داشته باشید که مغز بخش بزرگی از این فرآیند (فرایند بینایی) است.” اهمیت این موضوع در افرادی که نوعی آسیب مغزی دارند که با بینایی آنها تداخل دارد، حتی اگر مشکلی در چشمهایشان نباشد، مشهود است.
سینگمن میگوید: “انواع آسیب مغزی وجود دارد که در آن نمیتوانید چیزی را در حال حرکت ببینید یا نمیتوانید چهرهها را تشخیص دهید – شما نگاه میکنید و یک چشم یا بینی یا دهان را انتخاب میکنید، نه کل صورت.”
در واقع، مغز میتواند ترفندهایی برای جبران کمبودهای چشم انجام دهد. سینگمن یک بیمار را به یاد میآورد که پس از جراحی چشم، ناگهان متوجه شد که وقتی چشمش را میپوشاند، نمیتواند از چشم دیگر، که ظاهراً سالم بود، ببیند.
وقتی یک پزشک، بیمار را معاینه کرد، مشخص شد که او آب مروارید (cataract) دارد، که همان کدر شدن طبیعی عدسی چشم است، اما ظاهراً هرگز متوجه آن نشده بود زیرا مغز او توانایی فیلتر و اصلاح کردن تار شدن چشمش را داشت. سینگمن میگوید: “این یک ترفند کلاسیک است – مغز میتواند چیزها را خاموش کند.”
یک نکته جالب توجه
چشم انسان در صورتی که مانعی جلو آن نباشد، تا چه حد میتواند ببیند؟ به بالا نگاه کنید – به فضا. در یک آسمان شب تاریک بدون آلودگی نوری، باید بتوانید کهکشان آندرومدا را ببینید که ۲.۵ میلیون سال نوری فاصله دارد. این معادل ۱۵ کوادریلیون مایل یا ۲۴ کوادریلیون کیلومتر است.
منبع: howstuffworks.com
مترجم: مهرداد الهی