Fino a che punto può vedere l'occhio umano? Quanto dista il confine dell'Universo dalla galassia più distante? Visione chiara III

17 agosto 2015, 09:25

Ti invitiamo a conoscere le straordinarie proprietà della nostra visione: dalla capacità di vedere galassie distanti alla capacità di catturare onde luminose apparentemente invisibili.

Guardati intorno nella stanza in cui ti trovi: cosa vedi? Muri, finestre, oggetti colorati: tutto questo sembra così familiare e scontato. È facile dimenticare che vediamo il mondo che ci circonda solo grazie ai fotoni: particelle di luce riflesse dagli oggetti e che colpiscono la retina.

Ci sono circa 126 milioni di cellule sensibili alla luce nella retina di ciascuno dei nostri occhi. Il cervello decifra le informazioni ricevute da queste cellule sulla direzione e l'energia dei fotoni che cadono su di esse e le trasforma in una varietà di forme, colori e intensità di illuminazione degli oggetti circostanti.

La visione umana ha i suoi limiti. Pertanto non siamo in grado di vedere né le onde radio emesse dai dispositivi elettronici, né di vedere i più piccoli batteri ad occhio nudo.

Grazie ai progressi della fisica e della biologia è possibile determinare i limiti della visione naturale. "Ogni oggetto che vediamo ha una certa 'soglia' al di sotto della quale smettiamo di riconoscerlo", afferma Michael Landy, professore di psicologia e neurobiologia alla New York University.

Consideriamo innanzitutto questa soglia in termini di capacità di distinguere i colori, forse la prima capacità che ci viene in mente in relazione alla visione.

La nostra capacità di distinguere, ad esempio, il colore viola dal magenta è legata alla lunghezza d'onda dei fotoni che colpiscono la retina. Nella retina ci sono due tipi di cellule fotosensibili: i bastoncelli e i coni. I coni sono responsabili della percezione dei colori (la cosiddetta visione diurna), mentre i bastoncelli ci permettono di vedere sfumature di grigio in condizioni di scarsa illuminazione, ad esempio di notte (visione notturna).

L'occhio umano ha tre tipi di coni e un corrispondente numero di tipi di opsine, ciascuno dei quali è particolarmente sensibile ai fotoni con uno specifico intervallo di lunghezze d'onda della luce.

I coni di tipo S sono sensibili alla porzione viola-blu, a lunghezza d'onda corta, dello spettro visibile; I coni di tipo M sono responsabili del verde-giallo (lunghezza d'onda media) mentre i coni di tipo L sono responsabili del giallo-rosso (lunghezza d'onda lunga).

Tutte queste onde, così come le loro combinazioni, ci permettono di vedere l'intera gamma di colori dell'arcobaleno. "Tutte le sorgenti di luce visibile umana, ad eccezione di alcune artificiali (come un prisma rifrattivo o un laser), emettono una miscela di lunghezze d'onda diverse", afferma Landy.

Di tutti i fotoni esistenti in natura, i nostri coni sono in grado di rilevare solo quelli caratterizzati da lunghezze d'onda in un intervallo molto ristretto (solitamente da 380 a 720 nanometri): questo è chiamato spettro della radiazione visibile. Al di sotto di questo intervallo si trovano gli spettri infrarosso e radio: le lunghezze d'onda dei fotoni a bassa energia di quest'ultimo variano da millimetri a diversi chilometri.

Dall'altro lato della gamma di lunghezze d'onda visibili c'è lo spettro ultravioletto, seguito dai raggi X, e poi lo spettro dei raggi gamma con fotoni le cui lunghezze d'onda sono inferiori ai trilionesimi di metro.

Sebbene la maggior parte di noi abbia una visione limitata nello spettro visibile, le persone affette da afachia (l’assenza del cristallino nell’occhio (come risultato di un intervento di cataratta o, meno comunemente, di un difetto congenito) – sono in grado di vedere le lunghezze d’onda ultraviolette.

In un occhio sano, il cristallino blocca le onde ultraviolette, ma in sua assenza una persona è in grado di percepire onde fino a circa 300 nanometri di lunghezza come colore blu-bianco.

Uno studio del 2014 rileva che, in un certo senso, tutti possiamo vedere i fotoni infrarossi. Se due di questi fotoni colpiscono la stessa cellula della retina quasi simultaneamente, la loro energia può sommarsi, trasformando onde invisibili di, diciamo, 1000 nanometri in una lunghezza d’onda visibile di 500 nanometri (la maggior parte di noi percepisce le onde di questa lunghezza come un colore verde freddo). .

Quanti colori vediamo?

Nell'occhio umano sano esistono tre tipi di coni, ciascuno dei quali è in grado di distinguere circa 100 diverse sfumature di colore. Per questo motivo, la maggior parte dei ricercatori stima che il numero di colori che possiamo distinguere sia pari a circa un milione. Tuttavia, la percezione del colore è molto soggettiva e individuale.

Jameson sa di cosa sta parlando. Studia la visione dei tetracromatici, persone con capacità veramente sovrumane di distinguere i colori. La tetracromia è rara e si verifica nella maggior parte dei casi nelle donne. Come risultato di una mutazione genetica, hanno un quarto tipo di cono aggiuntivo, che consente loro, secondo stime approssimative, di vedere fino a 100 milioni di colori. (Le persone daltoniche, o dicromati, hanno solo due tipi di coni: non possono distinguere più di 10.000 colori.)

Di quanti fotoni abbiamo bisogno per vedere una sorgente luminosa?

In generale, i coni richiedono molta più luce per funzionare in modo ottimale rispetto ai bastoncelli. Per questo motivo, in condizioni di scarsa illuminazione, la nostra capacità di distinguere i colori diminuisce e vengono utilizzati i bastoncini che forniscono la visione in bianco e nero.

In condizioni di laboratorio ideali, nelle aree della retina dove i bastoncelli sono in gran parte assenti, i coni possono essere attivati ​​solo da pochi fotoni. Tuttavia, le bacchette fanno un lavoro ancora migliore nel registrare anche la luce più fioca.

Come dimostrano gli esperimenti condotti per la prima volta negli anni ’40, un quanto di luce è sufficiente perché i nostri occhi lo vedano. "Una persona può vedere un singolo fotone", dice Brian Wandell, professore di psicologia e ingegneria elettrica alla Stanford University, "semplicemente non ha senso che la retina sia più sensibile".

Nel 1941, i ricercatori della Columbia University condussero un esperimento: portarono i soggetti in una stanza buia e diedero ai loro occhi un certo tempo per adattarsi. Le aste richiedono diversi minuti per raggiungere la massima sensibilità; Ecco perché quando spegniamo le luci in una stanza perdiamo per un po’ la capacità di vedere qualsiasi cosa.

Una luce blu-verde lampeggiante è stata quindi diretta sui volti dei soggetti. Con una probabilità superiore a quella ordinaria, i partecipanti all'esperimento hanno registrato un lampo di luce quando solo 54 fotoni hanno colpito la retina.

Non tutti i fotoni che raggiungono la retina vengono rilevati dalle cellule fotosensibili. Tenendo conto di ciò, gli scienziati sono giunti alla conclusione che sono sufficienti solo cinque fotoni che attivano cinque diversi bastoncelli nella retina affinché una persona possa vedere un lampo.

Oggetti visibili più piccoli e distanti

Potrebbe sorprenderti il ​​fatto seguente: la nostra capacità di vedere un oggetto non dipende affatto dalle sue dimensioni fisiche o dalla sua distanza, ma dal fatto che almeno alcuni fotoni emessi da esso colpiscano la nostra retina.

"L'unica cosa di cui l'occhio ha bisogno per vedere qualcosa è una certa quantità di luce emessa o riflessa dall'oggetto", dice Landy. "Tutto si riduce al numero di fotoni che raggiungono la retina. Non importa quanto piccola sia la sorgente luminosa, anche se esiste per una frazione di secondo, possiamo ancora vederlo se emette abbastanza fotoni."

I libri di testo di psicologia spesso contengono l'affermazione che in una notte buia e senza nuvole, la fiamma di una candela può essere vista fino a una distanza di 48 km. In realtà, la nostra retina è costantemente bombardata da fotoni, tanto che un singolo quanto di luce emesso da una grande distanza viene semplicemente perso sullo sfondo.

Per avere un'idea di quanto lontano possiamo vedere, guardiamo il cielo notturno, punteggiato di stelle. La dimensione delle stelle è enorme; molti di quelli che vediamo ad occhio nudo raggiungono milioni di chilometri di diametro.

Tuttavia, anche le stelle più vicine a noi si trovano a una distanza di oltre 38 trilioni di chilometri dalla Terra, quindi le loro dimensioni apparenti sono così piccole che i nostri occhi non sono in grado di distinguerle.

D'altro canto, osserviamo ancora le stelle sotto forma di sorgenti luminose puntiformi, poiché i fotoni da esse emessi superano le gigantesche distanze che ci separano e atterrano sulla nostra retina.

Tutte le singole stelle visibili nel cielo notturno si trovano nella nostra galassia, la Via Lattea. L'oggetto più distante da noi che una persona può vedere ad occhio nudo si trova al di fuori della Via Lattea ed è esso stesso un ammasso stellare: questa è la Nebulosa di Andromeda, situata a una distanza di 2,5 milioni di anni luce, o 37 quintilioni di km, da il Sole. (Alcune persone sostengono che nelle notti particolarmente buie, la loro vista acuta permette loro di vedere la Galassia del Triangolo, situata a circa 3 milioni di anni luce di distanza, ma lasciano questa affermazione alla loro coscienza.)

La nebulosa di Andromeda contiene un trilione di stelle. A causa della grande distanza, tutti questi luminari si fondono per noi in un granello di luce appena visibile. Inoltre, le dimensioni della Nebulosa di Andromeda sono colossali. Anche a una distanza così gigantesca, la sua dimensione angolare è sei volte il diametro della Luna piena. Tuttavia, ci raggiungono così pochi fotoni da questa galassia che è appena visibile nel cielo notturno.

Limite dell'acuità visiva

Perché non riusciamo a vedere le singole stelle nella Nebulosa di Andromeda? Il fatto è che la risoluzione, o acuità visiva, ha i suoi limiti. (L'acuità visiva si riferisce alla capacità di distinguere elementi come un punto o una linea come oggetti separati che non si fondono con oggetti adiacenti o con lo sfondo.)

In effetti, l'acuità visiva può essere descritta allo stesso modo della risoluzione del monitor di un computer, ovvero nella dimensione minima dei pixel che siamo ancora in grado di distinguere come singoli punti.

Le limitazioni dell'acuità visiva dipendono da diversi fattori, come la distanza tra i singoli coni e bastoncelli della retina. Un ruolo altrettanto importante è giocato dalle caratteristiche ottiche del bulbo oculare stesso, per cui non tutti i fotoni colpiscono la cellula fotosensibile.

In teoria, la ricerca mostra che la nostra acuità visiva è limitata alla capacità di distinguere circa 120 pixel per grado angolare (un'unità di misura angolare).

Un esempio pratico dei limiti dell'acuità visiva umana può essere un oggetto situato a distanza di un braccio, delle dimensioni di un'unghia, su cui sono applicate 60 linee orizzontali e 60 verticali di colori alternati bianco e nero, formando una parvenza di scacchiera. "A quanto pare, questo è il modello più piccolo che l'occhio umano può ancora discernere", dice Landy.

Le tabelle utilizzate dagli oftalmologi per testare l'acuità visiva si basano su questo principio. La tabella più famosa in Russia, Sivtsev, è composta da file di lettere maiuscole nere su sfondo bianco, la cui dimensione del carattere diminuisce con ogni riga.

L'acuità visiva di una persona è determinata dalla dimensione del carattere alla quale smette di vedere chiaramente i contorni delle lettere e inizia a confonderle.

È il limite dell'acuità visiva che spiega il fatto che non siamo in grado di vedere ad occhio nudo una cellula biologica, le cui dimensioni sono solo di pochi micrometri.

Ma non c’è bisogno di addolorarsi per questo. La capacità di distinguere un milione di colori, catturare singoli fotoni e vedere galassie a diversi quintilioni di chilometri di distanza è un risultato piuttosto buono, considerando che la nostra vista è fornita da una coppia di sfere gelatinose nelle orbite, collegate a una massa porosa di 1,5 kg. nel cranio.

Studiare le galassie più distanti può rivelare oggetti distanti miliardi di anni luce, ma anche con una tecnologia perfetta, il divario spaziale tra la galassia più distante e il Big Bang rimarrà vasto.

Osservando l'Universo, vediamo la luce ovunque, a tutte le distanze che i nostri telescopi possono osservare. Ma ad un certo punto incontreremo dei limiti. Uno di questi è imposto dalla struttura cosmica che si forma nell'Universo: possiamo vedere le stelle, le galassie, ecc., solo se emettono luce. Senza questo, i nostri telescopi non possono vedere nulla. Un'altra limitazione quando si utilizzano forme di astronomia diverse dalla luce è il limite su quanto dell'Universo è stato accessibile a noi dal Big Bang. Queste due quantità potrebbero non essere correlate tra loro, ed è su questo argomento che il nostro lettore ci pone una domanda:

Perché lo spostamento verso il rosso della CMB è nell'ordine di 1000, sebbene lo spostamento verso il rosso più alto di qualsiasi galassia che abbiamo visto sia 11?

Per prima cosa dobbiamo capire cosa è successo nel nostro Universo a partire dal Big Bang.



L'Universo osservabile può estendersi per 46 miliardi di anni luce in tutte le direzioni dal nostro punto di vista, ma ci sono certamente altre parti di esso che non sono osservabili per noi, e forse sono addirittura infinite.

L’intero insieme di ciò che conosciamo, vediamo, osserviamo e con cui interagiamo è chiamato “universo osservabile”. Probabilmente ci sono ancora più regioni dell’Universo oltre, e col tempo saremo in grado di vedere sempre più di queste regioni man mano che la luce proveniente da oggetti distanti finalmente ci raggiungerà dopo un viaggio di miliardi di anni attraverso lo spazio. Possiamo vedere ciò che vediamo (e di più, non di meno) a causa di una combinazione di tre fattori:

• Dal Big Bang è passato un tempo finito, 13,8 miliardi di anni.


• La velocità della luce, la velocità massima di qualsiasi segnale o particella che si muove attraverso l'Universo, è finita e costante.


• Il tessuto stesso dello spazio si è allungato ed espanso a partire dal Big Bang.

Cronologia della storia dell'universo osservabile

Ciò che vediamo oggi è il risultato di questi tre fattori, insieme alla distribuzione originaria della materia e dell'energia che opera secondo le leggi della fisica nel corso della storia dell'Universo. Se vogliamo sapere com'era l'Universo in un qualsiasi momento storico, dobbiamo solo osservare com'è oggi, misurare tutti i parametri correlati e calcolare com'era nel passato. Per fare questo avremo bisogno di molte osservazioni e misurazioni, ma le equazioni di Einstein, sebbene così difficili, sono almeno inequivocabili. I risultati risultanti danno origine a due equazioni, note come equazioni di Friedmann, e ogni studente di cosmologia deve affrontare il compito di risolverle direttamente. Ma, a dire il vero, siamo riusciti a effettuare delle misurazioni sorprendenti dei parametri dell'Universo.

Guardando verso il polo nord della Via Lattea, possiamo scrutare le profondità dello spazio. Questa immagine contiene centinaia di migliaia di galassie e ogni pixel è una galassia diversa.

Sappiamo quanto velocemente si sta espandendo oggi. Sappiamo qual è la densità della materia in qualunque direzione guardiamo. Sappiamo quante strutture si formano a tutte le scale, dagli ammassi globulari alle galassie nane, dalle grandi galassie ai gruppi di galassie, agli ammassi e alle strutture filamentose su larga scala. Sappiamo quanta materia normale, materia oscura, energia oscura e anche componenti più piccoli come neutrini, radiazioni e persino buchi neri si trovano nell’Universo. E solo da queste informazioni, estrapolando indietro nel tempo, possiamo calcolare sia la dimensione dell’Universo che il tasso della sua espansione in ogni momento della sua storia cosmica.

Grafico logaritmico della dimensione dell'Universo osservabile in funzione dell'età

Oggi, dal nostro punto di vista, il nostro Universo osservabile si estende per circa 46,1 miliardi di anni luce in tutte le direzioni. A questa distanza si trova il punto di partenza di un'immaginaria particella che partì al momento del Big Bang e, viaggiando alla velocità della luce, arriverebbe fino a noi oggi, 13,8 miliardi di anni dopo. In linea di principio, a questa distanza si sono generate tutte le onde gravitazionali rimaste dall'inflazione cosmica, la condizione che ha preceduto il Big Bang, ha dato origine all'Universo e ha fornito tutte le condizioni iniziali.

Le onde gravitazionali create dall’inflazione cosmica sono il segnale più antico che l’umanità potrebbe rilevare. Sono nati alla fine dell'inflazione cosmica e proprio all'inizio del caldo Big Bang.

Ma ci sono altri segnali rimasti nell’Universo. Quando ebbe 380.000 anni, la radiazione residua del Big Bang smise di diffondersi dalle particelle cariche libere mentre formavano atomi neutri. E questi fotoni, dopo aver formato gli atomi, continuano a essere spostati verso il rosso insieme all'espansione dell'Universo, e oggi possono essere visti utilizzando un microonde o un'antenna/telescopio radio. Ma a causa del rapido tasso di espansione dell'Universo nelle fasi iniziali, la "superficie" che "brilla" davanti a noi con questa luce residua - lo sfondo cosmico a microonde - dista solo 45,2 miliardi di anni luce. La distanza dall'inizio dell'Universo al luogo in cui si trovava l'Universo dopo 380.000 anni è pari a 900 milioni di anni luce!

Le fluttuazioni fredde (blu) nella CMB non sono di per sé più fredde, ma rappresentano semplicemente aree di maggiore attrazione gravitazionale dovuta all’aumento della densità della materia. Le regioni calde (rosse) sono più calde perché la radiazione in queste regioni vive in un pozzo gravitazionale meno profondo. Nel corso del tempo, le regioni più dense hanno maggiori probabilità di trasformarsi in stelle, galassie e ammassi, mentre le regioni meno dense hanno meno probabilità di farlo.

Passerà molto tempo prima di trovare la galassia più distante dell'Universo che abbiamo scoperto. Anche se simulazioni e calcoli mostrano che le primissime stelle potrebbero essersi formate 50-100 milioni di anni dopo l’inizio dell’Universo, e le prime galassie dopo 200 milioni di anni, non abbiamo ancora guardato così indietro nel tempo (anche se c’è la speranza che dopo lanceremo il prossimo anno il James Webb Space Telescope, possiamo farcela!). Oggi il record cosmico è detenuto dalla galassia mostrata qui sotto, che esisteva quando l'Universo aveva 400 milioni di anni, ovvero solo il 3% della sua età attuale. Tuttavia, questa galassia, GN-z11, si trova a soli 32 miliardi di anni luce di distanza: ovvero circa 14 miliardi di anni luce dal “bordo” dell'Universo osservabile.

Scoperta la galassia più lontana: GN-z11, foto dall'osservazione GOODS-N effettuata dal telescopio Hubble.

La ragione di ciò è che all’inizio il tasso di espansione è diminuito molto rapidamente nel tempo. Quando esisteva la galassia Gz-11 come la vediamo, l’Universo si espandeva 20 volte più velocemente di quanto lo sia oggi. Quando venne emessa la CMB, l’Universo si espandeva 20.000 volte più velocemente di oggi. Al momento del Big Bang, per quanto ne sappiamo, l'Universo si espandeva 10 36 volte più velocemente, ovvero 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 di volte più velocemente di oggi. Nel corso del tempo, il tasso di espansione dell’Universo è notevolmente diminuito.

E questo ci fa molto bene! L'equilibrio tra il tasso di espansione primaria e la quantità totale di energia nell'Universo in tutte le sue forme è perfettamente mantenuto, nonostante l'errore delle nostre osservazioni. Se all'inizio ci fosse stata anche solo un po' più di materia o radiazione nell'universo, sarebbe collassato miliardi di anni fa e noi non esisteremmo. Se all’inizio ci fosse troppa poca materia o radiazione nell’universo, esso si espanderebbe così rapidamente che le particelle non sarebbero in grado di incontrarsi tra loro nemmeno per formare atomi, per non parlare di strutture più complesse come galassie, stelle, pianeti e persone. La storia cosmica che l'Universo ci racconta è una storia di estremo equilibrio, grazie alla quale esistiamo.

L’intricato equilibrio tra il tasso di espansione e la densità complessiva dell’Universo è così delicato che anche una deviazione dello 0,00000000001% in entrambe le direzioni renderebbe l’Universo completamente inabitabile per qualsiasi forma di vita, stella o pianeta in un dato momento.

Se le nostre migliori teorie attuali fossero corrette, allora le prime vere galassie dovrebbero essersi formate tra 120 e 210 milioni di anni fa. Ciò corrisponde a una distanza tra noi e loro di 35-37 miliardi di anni luce e una distanza dalla galassia più lontana al confine dell'Universo osservabile di 9-11 miliardi di anni luce oggi. Questo è estremamente lontano e parla di un fatto sorprendente: l’Universo si è espanso estremamente rapidamente nelle fasi iniziali, e oggi si sta espandendo molto più lentamente. L'1% dell'età dell'Universo è responsabile del 20% della sua espansione totale!

La storia dell’Universo è piena di eventi fantastici, ma da quando l’inflazione è finita e si è verificato il Big Bang, il tasso di espansione è diminuito rapidamente e sta rallentando mentre la densità continua a diminuire.

L'espansione dell'Universo allunga la lunghezza d'onda della luce (ed è responsabile dello spostamento verso il rosso che vediamo), e la grande velocità di questa espansione è responsabile della grande distanza tra lo sfondo delle microonde e la galassia più distante. Ma le dimensioni dell’Universo oggi rivelano qualcos’altro di sorprendente: effetti incredibili che si sono verificati nel tempo. Nel corso del tempo, l'Universo continuerà ad espandersi sempre di più, e quando avrà dieci volte la sua età odierna, le distanze saranno aumentate così tanto che non saremo più in grado di vedere nessuna galassia tranne i membri del nostro gruppo locale, anche con un telescopio equivalente a Hubble. Godetevi tutto ciò che è visibile oggi, la grande diversità di ciò che è presente su tutte le scale cosmiche. Non durerà per sempre!

22-08-2011, 06:44

Descrizione

Durante la guerra civile americana, il dottor Herman Snellen sviluppò una tabella per testare la vista a una distanza di venti piedi (6 m). Ancora oggi tavoli progettati secondo il modello decorano le pareti degli uffici di oftalmologi e infermieri scolastici.

Nel diciannovesimo secolo, gli esperti della vista stabilirono che dovremmo essere in grado di vedere da una distanza di 6 metri lettere di poco meno di 1,25 cm di altezza. Coloro che riescono a vedere lettere di queste dimensioni sono considerati dotati di una vista perfetta. è 20/20.

Da allora molta acqua è passata sotto i ponti. Il mondo è cambiato radicalmente. Ha avuto luogo una rivoluzione scientifica e tecnologica, la poliomielite è stata sconfitta, l’uomo ha camminato sulla luna, sono comparsi i computer e i cellulari.

Ma nonostante le ultime tecnologie nella chirurgia oculare con laser, le lenti a contatto colorate e nonostante le crescenti esigenze visive imposte da Internet, la cura quotidiana degli occhi rimane essenzialmente la stessa della tabella del dottor Snellen, creata quasi centocinquanta anni fa.

Determiniamo la forza dei nostri muscoli per la visione chiara misurando quanto bene riusciamo a vedere minuscole lettere a distanza ravvicinata.

I quindicenni con una vista normale possono vedere lettere piccole da tre o quattro pollici. Con l’età, tuttavia, queste forze cominciano a diminuire. Come risultato del naturale processo di invecchiamento, intorno ai trent’anni perdiamo metà della nostra capacità di vedere chiaramente e di mantenere la messa a fuoco a una distanza compresa tra 10 e 20 centimetri. Nei successivi dieci anni perdiamo nuovamente metà delle nostre forze e la nostra attenzione scivola a sedici pollici (40 cm). La prossima volta che perdiamo metà della nostra visione chiara è solitamente tra i quaranta e i quarantacinque anni. Durante questo periodo, la messa a fuoco aumenta fino a 80 cm e improvvisamente le nostre braccia diventano troppo corte per permetterci di leggere. Sebbene molti dei pazienti che ho visitato affermassero che il problema riguardava più le braccia che gli occhi, tutti hanno scelto di indossare occhiali da lettura piuttosto che sottoporsi a un intervento chirurgico di allungamento del braccio.

Tuttavia, non solo persone anziane necessità di aumentare la forza dei muscoli visivi. A volte incontro giovani e persino bambini che hanno bisogno di aumentare notevolmente questa forza per poter leggere o studiare senza provare affaticamento. Per avere un'idea immediata della forza della tua vista, copri un occhio con la mano e avvicinati alla tabella dell'acuità visiva vicina in modo da poter vedere le lettere sulla riga 40. Ora chiudi l'altro occhio e ripeti il ​​processo . Se indossi occhiali da lettura, indossali durante il test. Dopo aver eseguito gli esercizi per la visione chiara per due settimane, ripeti il ​​test nello stesso modo e osserva se si verificano cambiamenti.

Flessibilità

Quelli che hanno gli oggetti si confondono davanti ai tuoi occhi Durante i primi secondi, quando alzano lo sguardo da un libro o da un computer, hanno difficoltà con la flessibilità dei muscoli della visione chiara. Se i tuoi hobby o il tuo lavoro richiedono che i tuoi occhi cambino spesso messa a fuoco e i contorni degli oggetti impiegano tempo per diventare chiari, probabilmente hai perso molte ore aspettando che la tua vista diventasse di nuovo chiara. Ad esempio, uno studente che impiega più tempo degli altri a distogliere lo sguardo dalla lavagna e concentrarsi sul suo quaderno, impiegherà più tempo a completare il compito scritto alla lavagna.

Resistenza

Come ho detto prima, non basta saper nominare una mezza dozzina di lettere su uno schema durante un test. Dovresti essere in grado di mantenere la vista chiara per un po' di tempo, anche se riesci a leggere la riga 20/10. Quelli con problemi di resistenza hanno difficoltà a mantenere una visione chiara durante la lettura o la guida. Di solito vedono gli oggetti sfocati, i loro occhi si infiammano e hanno persino mal di testa quando devono guardare qualcosa da vicino per molto tempo. Il grado di facilità con cui potrai eseguire gli esercizi descritti nella seconda metà di questo capitolo ti darà un'idea sia della flessibilità che della resistenza della tua vista.

In ho raccontato la storia di Bill e di come la sua vista si sia deteriorata a causa della lunga navigazione in Internet. Questo era un esempio di come la visione 20/20 possa essere una buona posizione di partenza, ma è solo una posizione di partenza. Avere una vista 20/20 non garantisce che le cose saranno chiare quando alziamo lo sguardo da un libro o dal monitor di un computer, o che non soffriremo di mal di testa o disturbi di stomaco durante la lettura. Avere una vista 20/20 non garantisce di poter vedere chiaramente ciò che è scritto sui segnali stradali di notte, o di vedere bene come le altre persone.

Il massimo che può garantire una visione 20/20 è che possiamo, a distanza da un tavolo creato nel XIX secolo, mantenere la nostra visione a fuoco abbastanza a lungo da leggere sei o otto lettere.

« Allora perché dovremmo accontentarci di una visione 20/20?? - tu chiedi.

La mia risposta, ovviamente: " E davvero, perché?»

Perché accontentarsi di occhi irritati o mal di testa mentre si lavora al computer? Perché accontentarsi di uno sforzo extra che ci logora sottilmente quando leggiamo e ci fa sentire come un limone alla fine della giornata? Perché accontentarsi dello stress con cui cerchiamo di distinguere i segnali stradali quando guidiamo nel traffico serale? Questa tabella per l'esame della vista dell'Antico Testamento non avrebbe dovuto essere sepolta molto prima della fine del ventesimo secolo? In breve, perché dovremmo accettare che la nostra visione non sia all’altezza dell’era di Internet?

Bene, se vuoi che la qualità della tua vista soddisfi i requisiti del ventunesimo secolo, allora è il momento di lavorare sulla flessibilità dei muscoli oculari.

Ma prima di iniziare, lascia che ti dia un avvertimento. Come con qualsiasi esercizio, testare i muscoli oculari può inizialmente causare dolore e disagio. I tuoi occhi potrebbero bruciare per la tensione. Potresti avvertire un leggero mal di testa. Anche il tuo stomaco può resistere all'esercizio perché è controllato dallo stesso sistema nervoso che controlla la messa a fuoco dei tuoi occhi. Ma se non ti arrendi e continui ad allenarti per sette minuti al giorno (tre minuti e mezzo per ciascun occhio), il dolore e il disagio scompariranno gradualmente e smetterai di provarli non solo durante gli esercizi, ma anche durante il resto della giornata.anche all'ora del giorno.

Precisione. Forza. Flessibilità. Resistenza. Ecco le qualità che i tuoi occhi acquisiranno di conseguenza: lezioni di fitness per gli occhi.

BENE. È già stato detto abbastanza. Iniziamo. Anche se decidi di sfogliare prima l’intero libro e di iniziare a esercitarti in seguito, ti consiglio comunque di provare subito l’esercizio Visione Chiara I, giusto per farti un’idea di come funzionano i muscoli oculari. Oppure, se preferisci stare fermo, prova a fare Clear Vision III, ma non sforzarti troppo.

Quando ti vengono presentati gli esercizi contenuti in questo libro, non leggere la descrizione dell'intero esercizio in una sola volta. Prima di leggere la descrizione del passaggio successivo dell'esercizio, completa quello precedente. È meglio fare l'esercizio piuttosto che limitarsi a leggerlo. In questo modo non ti confonderai e tutto funzionerà.

Serie di esercizi “Visione chiara”

Visione chiara 1

Vi propongo tre tavoli per allenare la chiarezza della tua visione: una tabella con lettere grandi per l'allenamento della visione da lontano e due tabelle (A e B) con lettere piccole per l'allenamento della visione da vicino. Ritagliali dal libro o fai delle copie.

Se non hai bisogno degli occhiali, va bene! Non ti serviranno per questi esercizi. Se ti sono stati prescritti degli occhiali da indossare regolarmente, indossali mentre fai gli esercizi. Se hai occhiali con diottrie piccole e il tuo medico ti ha detto che puoi indossarli quando vuoi, e preferisci farne a meno, prova a fare l'esercizio senza occhiali.

E se preferisci indossarli, fai anche l'esercizio con loro.

Esegui l'esercizio nel seguente ordine:

1. Attacca la tabella di allenamento per la visione a distanza a una parete ben illuminata.

2. Allontanarsi dalla carta tanto da poter vedere chiaramente tutte le lettere - circa da 1,8 a 3 m (da 6 a 10 piedi).

3. Tenere la tabella del test della visione da vicino con la mano destra.

4. Copri l'occhio sinistro con il palmo della mano sinistra. Non premerlo sull'occhio, ma piegarlo in modo che entrambi gli occhi rimangano aperti.

5. Porta la tabella A così vicino ai tuoi occhi da poter leggere comodamente le lettere: da 15 a 25 cm circa. Se hai più di quarant'anni, probabilmente dovrai iniziare da sedici pollici (40 cm).

6. In questa posizione (con la mano che copre l'occhio sinistro, stando a una distanza tale dalla tabella del test della visione a distanza da poterla leggere facilmente, e con la tabella A vicino agli occhi in modo da poterla leggere comodamente), leggere le prime tre lettere sul tavolo per il test della visione da lontano: E, F, T.

7. Rivolgi lo sguardo alla tabella per il test della visione da vicino e leggi le seguenti tre lettere: Z, A, C.

9. Dopo aver finito di leggere le tabelle con l'occhio destro (e dopo aver dedicato tre minuti e mezzo a questo), prendi la tabella più vicina con la mano sinistra e chiudi l'occhio destro con il palmo della mano, sempre senza premerla, ma così che rimanga aperto sotto il tuo palmo.

10. Leggi le tabelle con l'occhio sinistro, tre lettere alla volta, proprio come le leggi con l'occhio destro: E, F, T - tavola lontana, Z, A, C - tavola vicina, ecc.

Durante l’esercizio “Visione Chiara I” Noterai che all'inizio, quando sposti lo sguardo da un tavolo all'altro, ti serviranno alcuni secondi per concentrarti su di essi. Ogni volta che guardi in lontananza, rilassi i muscoli degli occhi e li tendi quando guardi qualcosa da vicino. Quanto più velocemente riesci a rimettere a fuoco gli occhi, tanto più flessibili saranno i tuoi muscoli oculari. Più a lungo riesci a fare l'esercizio senza provare affaticamento, maggiore sarà la resistenza dei muscoli oculari. Quando si lavora con i tavoli, tenerli a una distanza confortevole per abituarsi a tendere e rilassare i muscoli oculari senza affaticare gli occhi. Almeno inizialmente, lavora con questo esercizio per non più di sette minuti al giorno, tre minuti e mezzo per ciascun occhio. Allontanatevi gradualmente dal tavolo grande e avvicinate quello piccolo ai vostri occhi. Una volta che riesci a eseguire questo esercizio senza disagio, sei pronto per passare all'esercizio Clear Vision II.

Visione chiara 2

Lo scopo dell’esercizio “Chiara Visione I” consisteva nell'imparare a spostare rapidamente e senza sforzo il fuoco della visione a diverse distanze. Questa abilità ti aiuterà anche a mantenere la concentrazione durante la lettura, la guida o quando hai bisogno di vedere i dettagli di un oggetto. Eseguendo l'esercizio Visione Chiara I, espanderai ulteriormente la tua gamma di chiarezza e aumenterai la forza e la precisione della tua visione.

Lavorando sull'esercizio Clear Vision II, segui la stessa procedura in dieci passaggi dell'esercizio Visione Chiara I, con solo poche eccezioni, vale a dire: nel passaggio 2, allontanati dal grande grafico finché non riesci a malapena a riconoscere le lettere. Ad esempio, se in Visione Chiara I potevi vedere facilmente le lettere stando a 3 metri dalla carta, ora posizionati a 3,6 metri da essa. Quando inizi a vedere meglio, continua ad allontanarti dalla carta finché non riesci a leggere le lettere a sei metri di distanza.

Allo stesso modo nel passaggio 5: invece di tenere la piccola tabella tra le mani così vicina da poterla leggere comodamente, ora avvicinatela qualche centimetro più vicino ai vostri occhi, cioè a una distanza tale da dover fare uno sforzo per leggere le lettere. Lavora finché non riesci a leggere il grafico a circa 10 cm dai tuoi occhi. Se hai più di quarant'anni, probabilmente non sarai in grado di leggere la carta da una distanza di quattro pollici. Potrebbe essere necessario allenarsi a una distanza di sei (15 cm), dieci pollici (25 cm) o anche sedici pollici (40 cm). Dovrai determinare tu stesso la distanza desiderata. Assicurati solo di tenere il diagramma così vicino agli occhi da riuscire a malapena a distinguere le lettere. Mentre pratichi, amplierai la tua gamma di visione chiara.

Quando riesci a stare a tre metri dalla tabella del test della visione a distanza e a vedere chiaramente tutte le lettere, la tua acuità visiva sarà 20/20. Se riesci a fare un ulteriore passo indietro - tredici piedi (3,9 metri) e continuare a vedere le lettere, la tua visione sarà di circa 20/15. E infine, se riesci a vedere chiaramente le lettere su una carta a una distanza di venti piedi (6 m), significa che la tua acutezza visiva è raddoppiata rispetto a quella degli scienziati miopi del diciannovesimo secolo, cioè la tua vista è di 20/ 10 - da venti piedi puoi vedere quello che loro potevano vedere solo da dieci.

Visione chiara III

Esercizio “Visione chiara III” progettato per aumentare ulteriormente la precisione, la forza, la flessibilità e la resistenza dei tuoi occhi a portata di mano. Può essere facilmente eseguito stando seduti alla scrivania.

Utilizzare la tabella B per determinare la chiarezza della visione da vicino. Se hai gli occhiali da lettura, esegui gli esercizi indossandoli. Se la tabella B è troppo piccola per poter vedere le lettere anche con gli occhiali, utilizza la tabella A.

Segui questi passi.

1. Copri un occhio con il palmo della mano.

2. Avvicina la tabella B all'altro occhio in modo da poter leggere comodamente le lettere.

3. Sbattete le palpebre delicatamente e vedete se riuscite ad avvicinare leggermente il tavolo a voi in modo da poter comunque mantenere la concentrazione.

4. Quindi allontana il tavolo da te tanto da poter leggere comodamente le lettere, se possibile a distanza di un braccio.

5. Sbattete le palpebre delicatamente e vedete se riuscite ad allontanare un po' di più il tavolo da voi in modo da poter comunque mantenere la concentrazione.

7. Dopo aver terminato l'esercizio con un occhio, chiudilo con il palmo della mano e ripeti l'intera procedura con l'altro occhio per altri tre minuti.

8. Infine, per un minuto, con entrambi gli occhi aperti, sposta il tavolo più lontano o più vicino ai tuoi occhi.

Una volta completato Clear Vision I, puoi alternare gli esercizi eseguendo Clear Vision II un giorno e Clear Vision III l'altro, dedicando sette minuti a ciascuno.

Programma di esercizi

Ti dirò di più sul tuo programma di allenamento nel Capitolo 10, ma se vuoi iniziare adesso, allora lavora sugli esercizi per sette minuti al giorno, allo stesso tempo. In questo caso, sarai già sulla buona strada per un migliore allenamento della tua vista ancor prima di finire di leggere questo libro.

Articolo dal libro:

La superficie terrestre si curva e scompare alla vista a una distanza di 5 chilometri. Ma la nostra acutezza visiva ci permette di vedere ben oltre l’orizzonte. Se la Terra fosse piatta, o se ti trovassi in cima a una montagna e guardassi un’area del pianeta molto più ampia del solito, saresti in grado di vedere luci intense a centinaia di chilometri di distanza. In una notte buia potresti persino vedere la fiamma di una candela situata a 48 chilometri di distanza.

Quanto lontano può vedere l'occhio umano dipende da quante particelle di luce, o fotoni, vengono emesse da un oggetto distante. L'oggetto più distante visibile ad occhio nudo è la Nebulosa di Andromeda, situata ad un'enorme distanza di 2,6 milioni di anni luce dalla Terra. I mille miliardi di stelle della galassia emettono complessivamente abbastanza luce da far sì che diverse migliaia di fotoni colpiscano ogni centimetro quadrato della superficie terrestre ogni secondo. In una notte buia, questa quantità è sufficiente per attivare la retina.

Nel 1941, lo scienziato della vista Selig Hecht e i suoi colleghi della Columbia University realizzarono quella che è ancora considerata una misura affidabile della soglia visiva assoluta: il numero minimo di fotoni che devono colpire la retina per produrre consapevolezza visiva. L'esperimento ha fissato la soglia in condizioni ideali: agli occhi dei partecipanti è stato dato il tempo di adattarsi completamente all'oscurità assoluta, il lampo di luce blu-verde che fungeva da stimolo aveva una lunghezza d'onda di 510 nanometri (a cui gli occhi sono più sensibili), e la luce era diretta verso il bordo periferico della retina, pieno di bastoncelli fotosensibili.

Secondo gli scienziati, affinché i partecipanti all'esperimento potessero riconoscere un simile lampo di luce, in più della metà dei casi, dovevano colpire dai 54 ai 148 fotoni. Sulla base delle misurazioni dell'assorbimento retinico, gli scienziati stimano che in media 10 fotoni vengano effettivamente assorbiti dai bastoncelli della retina umana. Pertanto, l'assorbimento di 5-14 fotoni o, rispettivamente, l'attivazione di 5-14 bastoncini indica al cervello che stai vedendo qualcosa.

"Si tratta davvero di un numero molto piccolo di reazioni chimiche", hanno osservato Hecht e i suoi colleghi in un articolo sull'esperimento.

Tenendo conto della soglia assoluta, della luminosità della fiamma di una candela e della distanza stimata alla quale un oggetto luminoso si attenua, gli scienziati hanno concluso che una persona potrebbe discernere il debole tremolio della fiamma di una candela a una distanza di 48 chilometri.

Gli oggetti delle dimensioni di una persona sono distinguibili se estesi a una distanza di soli 3 chilometri circa. In confronto, a quella distanza potremmo distinguere chiaramente i fari di due automobili, ma a quale distanza possiamo riconoscere che un oggetto è più di un semplice barlume di luce? Affinché un oggetto appaia spazialmente esteso e non puntiforme, la sua luce deve attivare almeno due coni retinici adiacenti, le cellule responsabili della visione dei colori. In condizioni ideali, un oggetto dovrebbe trovarsi ad un angolo di almeno 1 minuto d'arco, o un sesto di grado, per eccitare i coni adiacenti. Questa misura angolare rimane la stessa sia che l'oggetto sia vicino o lontano (l'oggetto lontano deve essere molto più grande per formare lo stesso angolo di quello vicino). La Luna Piena si trova ad un angolo di 30 minuti d'arco, mentre Venere è appena visibile come oggetto esteso con un angolo di circa 1 minuto d'arco.

Dalla visione di galassie lontane anni luce alla percezione di colori invisibili, Adam Hadhazy della BBC spiega perché i tuoi occhi possono fare cose incredibili. Dai un'occhiata in giro. Cosa vedi? Tutti questi colori, muri, finestre, tutto sembra ovvio, come se qui dovesse essere così. L'idea che tutto questo lo vediamo grazie a particelle di luce - i fotoni - che rimbalzano su questi oggetti ed entrano nei nostri occhi sembra incredibile.

Questo bombardamento di fotoni viene assorbito da circa 126 milioni di cellule sensibili alla luce. Diverse direzioni ed energie dei fotoni vengono trasmesse al nostro cervello in diverse forme, colori, luminosità, riempiendo di immagini il nostro mondo multicolore.

La nostra straordinaria visione presenta ovviamente una serie di limiti. Non possiamo vedere le onde radio provenienti dai nostri dispositivi elettronici, non possiamo vedere i batteri che abbiamo sotto il naso. Ma con i progressi della fisica e della biologia, possiamo identificare i limiti fondamentali della visione naturale. "Tutto ciò che puoi discernere ha una soglia, un livello più basso, sopra e sotto il quale non puoi vedere", afferma Michael Landy, professore di neuroscienze alla New York University.

Cominciamo a guardare attraverso la lente – scusate il gioco di parole – queste soglie visive che molti associano alla visione in primis: il colore.

Il motivo per cui vediamo il viola e non il marrone dipende dall'energia, o lunghezza d'onda, dei fotoni che colpiscono la retina, situata nella parte posteriore dei nostri bulbi oculari. Esistono due tipi di fotorecettori, bastoncelli e coni. I coni sono responsabili del colore, mentre i bastoncelli ci permettono di vedere sfumature di grigio in condizioni di scarsa illuminazione, come di notte. Le opsine, o molecole di pigmento, nelle cellule della retina assorbono l'energia elettromagnetica dai fotoni incidenti, generando un impulso elettrico. Questo segnale viaggia attraverso il nervo ottico fino al cervello, dove nasce la percezione cosciente dei colori e delle immagini.

Abbiamo tre tipi di coni e corrispondenti opsine, ciascuno dei quali è sensibile ai fotoni di una specifica lunghezza d'onda. Questi coni sono designati S, M e L (rispettivamente lunghezze d'onda corte, medie e lunghe). Percepiamo le onde corte come blu, le onde lunghe come rosse. Le lunghezze d'onda intermedie e le loro combinazioni diventano un arcobaleno completo. "Tutta la luce che vediamo, a meno che non sia creata artificialmente con prismi o dispositivi intelligenti come i laser, è una miscela di diverse lunghezze d'onda", afferma Landy.

Di tutte le possibili lunghezze d'onda di un fotone, i nostri coni rilevano una piccola banda compresa tra 380 e 720 nanometri, ciò che chiamiamo spettro visibile. Oltre il nostro spettro percettivo ci sono lo spettro infrarosso e quello radio, quest'ultimo avente una lunghezza d'onda che va da un millimetro a un chilometro.

Sopra il nostro spettro visibile, a energie più elevate e lunghezze d'onda più corte, troviamo lo spettro ultravioletto, poi i raggi X e in alto lo spettro dei raggi gamma, le cui lunghezze d'onda raggiungono un trilionesimo di metro.

Sebbene la maggior parte di noi sia limitata allo spettro visibile, le persone affette da afachia (mancanza di lenti) possono vedere nello spettro ultravioletto. L'afachia viene solitamente creata a causa della rimozione chirurgica della cataratta o di difetti congeniti. Normalmente, la lente blocca la luce ultravioletta, quindi senza di essa le persone possono vedere oltre lo spettro visibile e percepire lunghezze d'onda fino a 300 nanometri in una tinta bluastra.

Uno studio del 2014 ha scoperto che, relativamente parlando, tutti possiamo vedere i fotoni infrarossi. Se due fotoni infrarossi colpiscono accidentalmente una cellula della retina quasi simultaneamente, la loro energia si combina, convertendo la loro lunghezza d'onda da invisibile (diciamo, 1000 nanometri) a visibile 500 nanometri (un colore verde freddo per la maggior parte degli occhi).

Un occhio umano sano ha tre tipi di coni, ognuno dei quali può distinguere circa 100 diverse sfumature di colore, quindi la maggior parte dei ricercatori concorda sul fatto che i nostri occhi possono distinguere circa un milione di sfumature in totale. Tuttavia, la percezione del colore è un’abilità abbastanza soggettiva che varia da persona a persona, rendendo difficile stabilire numeri esatti.

"È piuttosto difficile quantificarlo in numeri", afferma Kimberly Jamison, ricercatrice presso l'Università della California, Irvine. "Ciò che vede una persona può essere solo una parte dei colori che vede un'altra persona."

Jamison sa di cosa sta parlando perché lavora con i "tetracromati" - persone con una visione "sovrumana". Questi rari individui, per lo più donne, hanno una mutazione genetica che conferisce loro un quarto cono extra. In parole povere, grazie alla quarta serie di coni, i tetracromatici possono vedere 100 milioni di colori. (Le persone daltoniche, dicromate, hanno solo due tipi di coni e vedono circa 10.000 colori.)

Quanti fotoni minimi dobbiamo vedere?

Affinché la visione dei colori funzioni, i coni in genere necessitano di molta più luce rispetto ai bastoncelli. Pertanto, in condizioni di scarsa illuminazione, il colore "svanisce" mentre i bastoncini monocromatici vengono alla ribalta.

In condizioni di laboratorio ideali e nelle aree della retina dove i bastoncelli sono in gran parte assenti, i coni possono essere attivati ​​solo da una manciata di fotoni. Tuttavia, gli stick funzionano meglio in condizioni di luce diffusa. Come hanno dimostrato gli esperimenti degli anni ’40, un quanto di luce è sufficiente per attirare la nostra attenzione. "Le persone possono rispondere a un singolo fotone", afferma Brian Wandell, professore di psicologia e ingegneria elettrica a Stanford. "Non ha senso essere ancora più sensibili."

Nel 1941, i ricercatori della Columbia University fecero sedere le persone in una stanza buia e lasciarono che i loro occhi si abituassero. Le aste hanno impiegato diversi minuti per raggiungere la massima sensibilità, motivo per cui abbiamo difficoltà a vedere quando le luci si spengono improvvisamente.

Gli scienziati hanno quindi proiettato una luce blu-verde davanti ai volti dei soggetti. Ad un livello superiore alla possibilità statistica, i partecipanti sono stati in grado di rilevare la luce quando i primi 54 fotoni hanno raggiunto i loro occhi.

Dopo aver compensato la perdita di fotoni attraverso l'assorbimento da parte di altre componenti dell'occhio, gli scienziati hanno scoperto che cinque fotoni attivavano cinque bastoncelli separati che davano ai partecipanti la sensazione della luce.

Qual è il limite della cosa più piccola e più lontana che possiamo vedere?

Questo fatto potrebbe sorprenderti: non esiste alcun limite intrinseco alla cosa più piccola o più lontana che possiamo vedere. Finché oggetti di qualsiasi dimensione, a qualsiasi distanza, trasmettono fotoni alle cellule della retina, possiamo vederli.

"Tutto ciò che interessa all'occhio è la quantità di luce che colpisce l'occhio", afferma Landy. - Numero totale di fotoni. Puoi rendere la fonte di luce ridicolmente piccola e distante, ma se emette fotoni potenti, la vedrai."

Ad esempio, la credenza popolare dice che in una notte buia e limpida possiamo vedere la luce di una candela da una distanza di 48 chilometri. In pratica, ovviamente, i nostri occhi saranno semplicemente bagnati di fotoni, quindi i quanti di luce che vagano da grandi distanze si perderanno semplicemente in questo caos. "Quando aumenti l'intensità dello sfondo, la quantità di luce necessaria per vedere qualcosa aumenta", afferma Landy.

Il cielo notturno, con il suo sfondo scuro punteggiato di stelle, fornisce un esempio lampante della portata della nostra visione. Le stelle sono enormi; molti di quelli che vediamo nel cielo notturno hanno un diametro di milioni di chilometri. Ma anche le stelle più vicine distano da noi almeno 24mila miliardi di chilometri, e quindi sono così piccole ai nostri occhi da non poter essere viste. Eppure li vediamo come potenti punti di luce che emettono mentre i fotoni viaggiano attraverso le distanze cosmiche e arrivano ai nostri occhi.

Tutte le singole stelle che vediamo nel cielo notturno si trovano nella nostra galassia, la Via Lattea. L'oggetto più distante che possiamo vedere ad occhio nudo si trova al di fuori della nostra galassia: la Galassia di Andromeda, situata a 2,5 milioni di anni luce di distanza. (Sebbene questo sia controverso, alcuni individui affermano di poter vedere la Galassia del Triangolo in un cielo notturno estremamente buio, e che è a tre milioni di anni luce di distanza, devi solo credergli sulla parola).

I trilioni di stelle nella galassia di Andromeda, data la sua distanza, si confondono in una zona di cielo vaga e luminosa. Eppure le sue dimensioni sono colossali. In termini di dimensioni apparenti, anche a quintilioni di chilometri di distanza, questa galassia è sei volte più ampia della Luna piena. Tuttavia, ai nostri occhi arrivano così pochi fotoni che questo mostro celeste è quasi invisibile.

Quanto può essere nitida la vista?

Perché non riusciamo a distinguere le singole stelle nella Galassia di Andromeda? I limiti della nostra risoluzione visiva, o acuità visiva, impongono le loro limitazioni. L'acuità visiva è la capacità di distinguere dettagli come punti o linee separatamente gli uni dagli altri in modo che non si confondano insieme. Possiamo quindi pensare ai limiti della visione come al numero di “punti” che possiamo distinguere.

I limiti dell'acuità visiva sono stabiliti da diversi fattori, come la distanza tra i coni e i bastoncelli racchiusi nella retina. Importante è anche l'ottica del bulbo oculare stesso, che, come abbiamo già detto, impedisce la penetrazione di tutti i fotoni possibili nelle cellule sensibili alla luce.

In teoria, la ricerca ha dimostrato che il meglio che possiamo vedere è di circa 120 pixel per grado di arco, un'unità di misura angolare. Puoi pensarla come una scacchiera in bianco e nero 60 x 60 che si adatta all'unghia di una mano tesa. "È lo schema più chiaro che puoi vedere", dice Landy.

Un test della vista, come un grafico con lettere minuscole, segue gli stessi principi. Questi stessi limiti di acutezza spiegano perché non possiamo distinguere e mettere a fuoco una singola cellula biologica debole, larga diversi micrometri.

Ma non cancellarti. Un milione di colori, singoli fotoni, mondi galattici distanti quantilioni di chilometri: niente male per una bolla di gelatina nelle nostre orbite collegata a una spugna di 1,4 kg nel nostro cranio.