22-08-2011, 06:44

Descrição

Durante a Guerra Civil Americana, o Dr. Herman Snellen desenvolveu um gráfico para testar a visão a uma distância de 6 m (20 pés). Até hoje, mesas desenhadas de acordo com o modelo decoram as paredes dos consultórios de oftalmologistas e enfermeiras escolares.

No século XIX, especialistas em visão determinaram que deveríamos ser capazes de ver a uma distância de 6 m (20 pés) letras com pouco menos de 1,25 cm de altura. Aqueles que conseguem ver letras deste tamanho são considerados como tendo uma visão perfeita - que é 20/20.

Muita água passou por baixo da ponte desde então. O mundo mudou dramaticamente. Ocorreu uma revolução científica e tecnológica, a poliomielite foi derrotada, o homem pisou na Lua, surgiram computadores e telemóveis.

Mas apesar das mais recentes tecnologias em cirurgia ocular a laser, lentes de contato coloridas e apesar das crescentes demandas de visão impostas pela Internet, os cuidados oftalmológicos diários permanecem essencialmente os mesmos do gráfico do Dr. Snellen, criado há quase cento e cinquenta anos.

Determinamos a força dos nossos músculos de visão clara medindo o quão bem podemos ver letras minúsculas de perto.

Crianças de quinze anos com visão normal podem ver letras pequenas de sete a dezoito centímetros. Com a idade, porém, essas forças começam a diminuir. Como resultado do processo natural de envelhecimento, por volta dos trinta anos, perdemos metade da nossa capacidade de visão clara e da capacidade de manter o foco a uma distância de 10 a 20 centímetros (4 a 8 polegadas). Nos dez anos seguintes, perdemos novamente metade da nossa força e o nosso foco cai para 40 cm. A próxima vez que perdemos metade da nossa visão clara é geralmente entre quarenta e quarenta e cinco anos. Durante esse período, o foco aumenta para 80 cm e, de repente, nossos braços ficam curtos demais para nos permitir ler. Embora muitos dos pacientes que atendi afirmassem que o problema era mais nos braços do que nos olhos, todos optaram por usar óculos de leitura em vez de se submeterem a uma cirurgia de alongamento dos braços.

Contudo, não só pessoas idosas precisa aumentar a força dos músculos visuais. Às vezes encontro jovens e até crianças que precisam aumentar significativamente essa força para ler ou estudar sem sentir cansaço. Para ter uma ideia imediata da força da sua própria visão, cubra um olho com a mão e aproxime-se do gráfico de Acuidade Visual para Perto para poder ver as letras na linha 40. Agora feche o outro olho e repita o processo . Se você usa óculos de leitura, use-os durante o teste. Depois de fazer os exercícios de visão clara por duas semanas, repita o teste da mesma maneira e observe se ocorre alguma alteração.

Flexibilidade

Aqueles que têm objetos ficam borrados diante de seus olhos Durante os primeiros segundos, quando levantam os olhos de um livro ou computador, eles têm dificuldade com a flexibilidade dos músculos da visão clara. Se seus hobbies ou trabalho exigem que seus olhos mudem de foco com frequência e os contornos dos objetos demoram para ficar claros, então você provavelmente perdeu muitas horas esperando que sua visão ficasse clara novamente. Por exemplo, um aluno que leva mais tempo do que os outros para desviar o olhar do quadro e focar em seu caderno levará mais tempo para concluir a tarefa escrita no quadro.

Resistência

Como eu disse antes, não basta conseguir nomear meia dúzia de letras em um gráfico durante uma prova. Você deve ser capaz de manter sua visão clara por algum tempo, mesmo que consiga ler a linha 20/10. Aqueles com problemas de resistência têm dificuldade em manter uma visão clara ao ler ou dirigir. Eles geralmente veem os objetos embaçados, seus olhos ficam inflamados e até têm dores de cabeça quando precisam olhar algo atentamente por muito tempo. O grau de facilidade com que você pode realizar os exercícios descritos na segunda metade deste capítulo lhe dará uma ideia da flexibilidade e da resistência de sua visão.

Em contei a história de Bill e como sua visão se deteriorou devido à longa navegação na Internet. Este foi um exemplo de como a visão 20/20 pode ser uma boa posição inicial, mas é apenas uma posição inicial. Ter uma visão 20/20 não garante que as coisas ficarão claras quando olharmos para um livro ou monitor de computador, ou que não sofreremos dores de cabeça ou desconforto estomacal ao ler. Ter uma visão 20/20 não garante que possamos ver claramente o que está escrito nos sinais de trânsito à noite, ou ver tão bem quanto outras pessoas.

O máximo que pode garantir uma visão 20/20 é que possamos, à distância de uma mesa criada no século XIX, manter a nossa visão focada o tempo suficiente para ler seis ou oito letras.

« Então, por que deveríamos nos contentar com a visão 20/20?? - você pergunta.

Minha resposta, claro: " E realmente, por que?»

Por que se contentar com dores nos olhos ou de cabeça enquanto trabalha em um computador? Por que nos contentar com um esforço extra que nos desgasta sutilmente quando lemos e nos deixa com a sensação de um limão no final do dia? Por que nos contentar com o estresse com que tentamos distinguir os sinais de trânsito ao dirigir no trânsito noturno? Este gráfico de exame oftalmológico do Antigo Testamento não deveria ter sido enterrado muito antes do final do século XX? Em suma, por que deveríamos aceitar que a nossa visão não está à altura da era da Internet?

Bem, se você deseja que a qualidade da sua visão atenda às exigências do século XXI, então é hora de trabalhar a flexibilidade dos músculos oculares.

Mas antes de começarmos, deixe-me dar uma palavra de cautela. Como acontece com qualquer exercício, testar os músculos oculares pode inicialmente causar dor e desconforto. Seus olhos podem queimar de tensão. Você pode sentir uma leve dor de cabeça. Até o seu estômago pode resistir ao exercício porque é controlado pelo mesmo sistema nervoso que controla o foco dos seus olhos. Mas se você não desistir e continuar a se exercitar sete minutos por dia (três minutos e meio para cada olho), a dor e o desconforto irão desaparecer gradualmente, e você deixará de senti-los não apenas durante os exercícios, mas também durante o resto do dia.

Precisão. Força. Flexibilidade. Resistência. Aqui estão as qualidades que seus olhos irão adquirir como resultado: aulas de fitness para os olhos.

Bem. Já foi dito o suficiente. Vamos começar. Mesmo que você decida folhear o livro inteiro primeiro e começar a praticar mais tarde, ainda assim recomendo que você experimente o exercício Clear Vision I imediatamente, apenas para ter uma ideia de como funcionam os músculos oculares. Ou se preferir ficar parado, tente fazer Clear Vision III – mas não se esforce demais.

Quando você for apresentado aos exercícios deste livro, não leia a descrição de todo o exercício de uma só vez. Antes de ler a descrição da próxima etapa do exercício, conclua a anterior. É melhor fazer o exercício do que apenas ler sobre ele. Assim você não ficará confuso e tudo dará certo.

Conjunto de exercícios “Visão Clara”

Visão clara 1

Eu ofereço três mesas para treinar a clareza da sua visão: uma tabela com letras grandes para treinamento de visão de longe e duas tabelas (A e B) com letras minúsculas para treinamento de visão de perto. Recorte-os do livro ou faça cópias.

Se você não precisa de óculos, ótimo! Você não precisará deles para estes exercícios. Se lhe foram prescritos óculos para usar regularmente, use-os durante a realização de exercícios. Se você tem óculos com dioptrias pequenas e seu médico disse que você pode usá-los quando quiser e prefere ficar sem eles, experimente fazer o exercício sem óculos.

E se preferir usá-los, faça exercícios com eles também.

Faça o exercício na seguinte ordem:

1. Fixe o gráfico de treinamento de visão à distância em uma parede bem iluminada.

2. Afaste-se do gráfico o suficiente para poder ver claramente todas as letras - aproximadamente 1,8 ma 3 m (seis a dez pés).

3. Segure o gráfico do teste de visão de perto com a mão direita.

4. Cubra o olho esquerdo com a palma da mão esquerda. Não pressione contra o olho, mas dobre-o para que ambos os olhos permaneçam abertos.

5. Traga o Gráfico A tão perto do seu olho que você possa ler confortavelmente as letras - cerca de 15 a 25 cm (seis a dez polegadas). Se você tem mais de quarenta anos, provavelmente precisará começar com 40 cm (16 polegadas).

6. Nesta posição (com a mão cobrindo o olho esquerdo, a uma distância da mesa de teste de visão à distância que você possa lê-la facilmente e com a tabela A perto dos olhos para que você possa lê-la confortavelmente), leia as três primeiras letras da mesa para testar a visão de longe: E, F, T.

7. Volte os olhos para a mesa para testar a visão de perto e leia as três letras a seguir: Z, A, C.

9. Depois de terminar de ler as tabelas com o olho direito (e depois de gastar três minutos e meio nisso), pegue a mesa mais próxima com a mão esquerda e feche o olho direito com a palma da mão, novamente sem pressioná-la, mas assim que permaneça aberto sob a palma da mão.

10. Leia as tabelas com o olho esquerdo, três letras de cada vez, da mesma forma que as lê com o olho direito: E, F, T - mesa distante, Z, A, C - mesa próxima, etc.

Durante o exercício “Visão Clara I” Você notará que a princípio, ao mover os olhos de uma mesa para outra, levará alguns segundos para focalizá-los. Cada vez que você olha para longe, você relaxa os músculos oculares e os tensiona quando olha algo de perto. Quanto mais rápido você conseguir refocar os olhos, mais flexíveis serão os músculos oculares. Quanto mais tempo você conseguir fazer o exercício sem sentir fadiga, maior será a resistência dos músculos oculares. Ao trabalhar com mesas, você as segura a uma distância confortável para se acostumar a tensionar e relaxar os músculos oculares sem forçar os olhos. Pelo menos inicialmente, trabalhe com este exercício por não mais que sete minutos por dia – três minutos e meio com cada olho. Gradualmente, afaste-se cada vez mais da mesa grande e aproxime a pequena dos seus olhos. Assim que conseguir fazer este exercício sem desconforto, você estará pronto para passar para o exercício Clear Vision II.

Visão Clara 2

O objetivo do exercício “Visão Clara I” era aprender como mover o foco da visão com rapidez e facilidade para diferentes distâncias. Essa habilidade também o ajudará a manter o foco ao ler, dirigir ou quando precisar ver detalhes de um objeto. Ao fazer o exercício Clear Vision I, você expandirá ainda mais seu alcance de clareza e aumentará a força e a precisão de sua visão.

Trabalhando no exercício Clear Vision II, siga o mesmo procedimento de dez passos do exercício Visão Clara I, com algumas exceções, a saber: no passo 2, afaste-se do gráfico grande até mal conseguir reconhecer as letras. Por exemplo, se no Clear Vision I você pudesse ver facilmente as letras estando a 3 m (10 pés) do gráfico, agora fique a 3,6 m (12 pés) dele. À medida que você começar a ver melhor, continue se afastando do gráfico até conseguir ler as letras a seis metros de distância.

Da mesma forma, na etapa 5: em vez de segurar o pequeno gráfico em suas mãos tão perto que você possa lê-lo confortavelmente, agora mova-o alguns centímetros mais perto de seus olhos, ou seja, a uma distância tal que você tenha que fazer um esforço para ler as cartas. Trabalhe até conseguir ler o gráfico a cerca de 10 cm de seus olhos. Se você tiver mais de quarenta anos, provavelmente não conseguirá ler o gráfico a dez centímetros de distância. Você pode ter que treinar a uma distância de seis (15 cm), ou dez polegadas (25 cm), ou até dezesseis polegadas (40 cm). Você mesmo terá que determinar a distância desejada. Apenas certifique-se de segurar o gráfico tão perto dos olhos que mal consiga distinguir as letras. Ao praticar, você expandirá seu alcance de visão clara.

Quando você conseguir ficar a três metros do gráfico de teste de visão à distância e ver todas as letras claramente, sua acuidade visual será 20/20. Se você puder recuar um pouco mais - 3,9 metros (treze pés) e ainda ver as letras, sua visão será de aproximadamente 20/15. E finalmente, se você consegue ver claramente as letras de um gráfico a uma distância de 6 m (20 pés), isso significa que sua acuidade visual dobrou em comparação com aqueles cientistas míopes do século XIX, ou seja, sua visão é 20/ 10 - você pode ver a seis metros o que eles só conseguiam ver a dez.

Visão Clara III

Exercício “Visão Clara III” projetado para aumentar ainda mais a precisão, força, flexibilidade e resistência dos seus olhos ao alcance do braço. Pode ser executado facilmente enquanto você está sentado em sua mesa.

Use o Gráfico B para determinar a clareza da visão de perto. Se você tiver óculos de leitura, faça os exercícios com eles. Se o gráfico B for muito pequeno para você ver as letras mesmo com óculos, use o gráfico A.

Siga esses passos.

1. Cubra um olho com a palma da mão.

2. Aproxime a tabela B do outro olho para que você possa ler as letras confortavelmente.

3. Pisque suavemente e veja se consegue aproximar a mesa um pouco mais de você para ainda manter o foco.

4. Em seguida, afaste a mesa de você o suficiente para que você ainda possa ler as letras confortavelmente - se possível, com o braço estendido.

5. Pisque suavemente e veja se consegue afastar um pouco mais a mesa de você para ainda manter o foco.

7. Após terminar o exercício com um olho, feche-o com a palma da mão e repita todo o procedimento com o outro olho por mais três minutos.

8. Finalmente, por um minuto, com os dois olhos abertos, mova a mesa para mais ou para mais perto dos seus olhos.

Depois de concluir o Clear Vision I, você pode alternar os exercícios fazendo o Clear Vision II em um dia e o Clear Vision III no outro, gastando sete minutos em cada um.

Cronograma de exercícios

Contarei mais sobre seu cronograma de treinos no Capítulo 10, mas se quiser começar agora, faça os exercícios sete minutos por dia, no mesmo horário. Nesse caso, você já estará no caminho certo para treinar melhor sua visão antes mesmo de terminar de ler este livro.

Artigo do livro:

A superfície da Terra no seu campo de visão começa a curvar-se a uma distância de cerca de 5 km. Mas a acuidade da visão humana permite-nos ver muito além do horizonte. Se não houvesse curvatura, seria possível ver a chama de uma vela a 50 km de distância.

O alcance de visão depende do número de fótons emitidos por um objeto distante. As 1.000.000.000.000 de estrelas desta galáxia emitem coletivamente luz suficiente para que vários milhares de fótons alcancem cada metro quadrado. cm Terra. Isso é suficiente para excitar a retina do olho humano.

Como é impossível verificar a acuidade da visão humana na Terra, os cientistas recorreram a cálculos matemáticos. Eles descobriram que, para ver a luz bruxuleante, entre 5 e 14 fótons precisam atingir a retina. A chama de uma vela a uma distância de 50 km, levando em consideração a dispersão da luz, dá essa quantidade, e o cérebro reconhece um brilho fraco.

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Estudar as galáxias mais distantes pode revelar objetos a milhares de milhões de anos-luz de distância, mas mesmo com tecnologia perfeita, a lacuna espacial entre a galáxia mais distante e o Big Bang permanecerá vasta.

Olhando para o Universo, vemos luz em todo o lado, a todas as distâncias que os nossos telescópios conseguem observar. Mas em algum momento encontraremos limitações. Uma delas é imposta pela estrutura cósmica que se forma no Universo: só podemos ver estrelas, galáxias, etc., apenas se elas emitirem luz. Sem isso, nossos telescópios não conseguem ver nada. Outra limitação ao usar outras formas de astronomia além da luz é o limite de quanto do Universo nos foi acessível desde o Big Bang. Estas duas quantidades podem não estar relacionadas entre si, e é sobre este tema que o nosso leitor nos faz uma pergunta:

Por que o desvio para o vermelho da CMB está na faixa de 1000, embora o desvio para o vermelho mais alto de qualquer galáxia que vimos seja 11?

Todo o conjunto daquilo que conhecemos, vemos, observamos e interagimos é chamado de “universo observável”. É provável que existam ainda mais regiões do Universo além e, com o tempo, seremos capazes de ver cada vez mais destas regiões, à medida que a luz de objetos distantes finalmente nos chega após uma viagem de milhares de milhões de anos através do espaço. Podemos ver o que vemos (e mais, não menos) devido a uma combinação de três fatores:

• Um tempo finito se passou desde o Big Bang, 13,8 bilhões de anos.


• A velocidade da luz, a velocidade máxima de qualquer sinal ou partícula que se move através do Universo, é finita e constante.


• A própria estrutura do espaço tem se esticado e se expandido desde o Big Bang.

O que vemos hoje é o resultado destes três fatores, juntamente com a distribuição original de matéria e energia operando de acordo com as leis da física ao longo da história do Universo. Se quisermos saber como era o Universo em qualquer momento inicial, só precisamos observar como é hoje, medir todos os parâmetros relacionados e calcular como era no passado. Para fazer isso precisaremos de muitas observações e medições, mas as equações de Einstein, embora tão difíceis, são pelo menos inequívocas. Os resultados resultantes resultam em duas equações, conhecidas como equações de Friedmann, e todo estudante de cosmologia enfrenta a tarefa de resolvê-las diretamente. Mas, para ser honesto, conseguimos fazer algumas medições surpreendentes dos parâmetros do Universo.

Olhando para o pólo norte da Via Láctea, podemos perscrutar as profundezas do espaço. Esta imagem contém centenas de milhares de galáxias e cada pixel é uma galáxia diferente.

Sabemos o quão rápido está se expandindo hoje. Sabemos qual é a densidade da matéria em qualquer direção que olhamos. Sabemos quantas estruturas se formam em todas as escalas, desde aglomerados globulares até galáxias anãs, desde grandes galáxias até grupos de galáxias, aglomerados e estruturas filamentares de grande escala. Sabemos quanta matéria normal, matéria escura, energia escura e também componentes menores, como neutrinos, radiação e até buracos negros, existem no Universo. E só a partir desta informação, extrapolando para trás no tempo, podemos calcular tanto o tamanho do Universo como a taxa da sua expansão em qualquer momento da sua história cósmica.

Gráfico logarítmico do tamanho do Universo observável versus idade

Hoje, o nosso Universo observável estende-se aproximadamente 46,1 mil milhões de anos-luz em todas as direcções do nosso ponto de vista. A esta distância está o ponto de partida de uma partícula imaginária que partiu no momento do Big Bang e, viajando à velocidade da luz, chegaria até nós hoje, 13,8 bilhões de anos depois. Em princípio, a esta distância foram geradas todas as ondas gravitacionais que sobraram da inflação cósmica – a condição que precedeu o Big Bang, configurou o Universo e forneceu todas as condições iniciais.

As ondas gravitacionais criadas pela inflação cósmica são o sinal mais antigo que a humanidade poderia detectar. Eles nasceram no final da inflação cósmica e no início do quente Big Bang.

Mas ainda existem outros sinais no Universo. Quando tinha 380.000 anos, a radiação residual do Big Bang parou de se espalhar pelas partículas carregadas livres à medida que formavam átomos neutros. E esses fótons, após formarem átomos, continuam a ser desviados para o vermelho junto com a expansão do Universo, e podem ser vistos hoje por meio de uma antena/telescópio de micro-ondas ou rádio. Mas devido à rápida taxa de expansão do Universo nos estágios iniciais, a “superfície” que “brilha” para nós com essa luz residual – a radiação cósmica de fundo em micro-ondas – está a apenas 45,2 bilhões de anos-luz de distância. A distância do início do Universo até o local onde o Universo estava após 380.000 anos é igual a 900 milhões de anos-luz!

As flutuações de frio (azul) na CMB não são mais frias por si só, mas simplesmente representam áreas de maior atração gravitacional devido ao aumento da densidade da matéria. As regiões quentes (vermelhas) são mais quentes porque a radiação nessas regiões vive em um poço gravitacional mais raso. Com o tempo, as regiões mais densas têm maior probabilidade de se transformarem em estrelas, galáxias e aglomerados, enquanto as regiões menos densas têm menos probabilidade de o fazer.

Ainda demorará muito até encontrarmos a galáxia mais distante do Universo que descobrimos. Embora simulações e cálculos mostrem que as primeiras estrelas possam ter-se formado 50-100 milhões de anos após o início do Universo, e as primeiras galáxias após 200 milhões de anos, ainda não olhamos tão para trás (embora haja esperança de que depois do lançar o Telescópio Espacial James Webb no próximo ano, podemos fazê-lo!). Hoje, o recorde cósmico é detido pela galáxia mostrada abaixo, que existia quando o Universo tinha 400 milhões de anos - isto é apenas 3% da sua idade atual. No entanto, esta galáxia, GN-z11, está localizada a apenas 32 mil milhões de anos-luz de distância: isto é, cerca de 14 mil milhões de anos-luz da “borda” do Universo observável.

A galáxia mais distante descoberta: GN-z11, foto da observação GOODS-N realizada pelo telescópio Hubble.

A razão para isto é que no início a taxa de expansão caiu muito rapidamente ao longo do tempo. Na época em que a galáxia Gz-11 existia como a vemos, o Universo estava se expandindo 20 vezes mais rápido do que é hoje. Quando a CMB foi emitida, o Universo estava a expandir-se 20.000 vezes mais rápido do que é hoje. Na época do Big Bang, até onde sabemos, o Universo estava se expandindo 10 36 vezes mais rápido, ou 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 de vezes mais rápido do que é hoje. Com o tempo, a taxa de expansão do Universo diminuiu bastante.

E isso é muito bom para nós! O equilíbrio entre a taxa de expansão primária e a quantidade total de energia no Universo em todas as suas formas é perfeitamente mantido, até o erro das nossas observações. Se houvesse um pouco mais de matéria ou radiação no universo desde o início, ele teria entrado em colapso há bilhões de anos e não existiríamos. Se houvesse muito pouca matéria ou radiação no universo desde o início, ele se expandiria tão rapidamente que as partículas não seriam capazes de se encontrar para formar átomos, muito menos estruturas mais complexas, como galáxias, estrelas, planetas e pessoas. A história cósmica que o Universo nos conta é uma história de extremo equilíbrio, graças à qual existimos.

O intrincado equilíbrio entre a taxa de expansão e a densidade geral do Universo é tão delicado que mesmo um desvio de 0,00000000001% em qualquer direção tornaria o Universo completamente inabitável para qualquer vida, estrelas ou mesmo planetas em qualquer momento.

Se as nossas melhores teorias atuais estiverem corretas, então as primeiras galáxias verdadeiras deveriam ter-se formado entre 120 e 210 milhões de anos atrás. Isto corresponde a uma distância entre nós e eles de 35 a 37 mil milhões de anos-luz, e a uma distância da galáxia mais distante até ao limite do Universo observável de 9 a 11 mil milhões de anos-luz hoje. Isto está extremamente distante e revela um facto surpreendente: o Universo expandiu-se extremamente rapidamente nas fases iniciais e hoje está a expandir-se muito mais lentamente. 1% da idade do Universo é responsável por 20% da sua expansão total!

A história do Universo está repleta de acontecimentos fantásticos, mas desde que a inflação terminou e ocorreu o Big Bang, a taxa de expansão caiu rapidamente e está a abrandar à medida que a densidade continua a diminuir.

A expansão do Universo estica o comprimento de onda da luz (e é responsável pelo desvio para o vermelho que vemos), e a grande velocidade desta expansão é responsável pela grande distância entre a radiação de fundo em micro-ondas e a galáxia mais distante. Mas o tamanho do Universo hoje revela outra coisa surpreendente: efeitos incríveis que ocorreram ao longo do tempo. Com o tempo, o Universo continuará a expandir-se cada vez mais, e quando atingir dez vezes a sua idade actual, as distâncias terão aumentado tanto que já não seremos capazes de ver quaisquer galáxias, excepto membros do nosso grupo local, mesmo com um telescópio equivalente ao Hubble. Aproveite tudo o que é visível hoje, a grande diversidade do que está presente em todas as escalas cósmicas. Não vai durar para sempre!

Quantas cores podemos ver?

Um olho humano saudável tem três tipos de cones, cada um dos quais pode distinguir cerca de 100 tons diferentes de cor, por isso a maioria dos investigadores concorda que os nossos olhos conseguem distinguir cerca de um milhão de tons no total. No entanto, a percepção das cores é uma habilidade bastante subjetiva que varia de pessoa para pessoa, tornando difícil definir números exatos.

“É muito difícil colocar isso em números”, diz Kimberly Jamison, cientista pesquisadora da Universidade da Califórnia, Irvine. “O que uma pessoa vê pode ser apenas parte das cores que outra pessoa vê.”

Jamison sabe do que está falando porque trabalha com “tetracromatas” – pessoas com visão “sobre-humana”. Esses indivíduos raros, principalmente mulheres, têm uma mutação genética que lhes confere quartos cones extras. Grosso modo, graças ao quarto conjunto de cones, os tetracromatas podem ver 100 milhões de cores. (Pessoas com daltonismo, dicromatas, têm apenas dois tipos de cones e veem aproximadamente 10.000 cores.)

Quantos fótons mínimos precisamos ver?

Para que a visão de cores funcione, os cones normalmente precisam de muito mais luz do que seus equivalentes em bastonetes. Portanto, em condições de pouca luz, a cor “desaparece” à medida que os bastões monocromáticos ganham destaque.

Em condições laboratoriais ideais e em áreas da retina onde os bastonetes estão praticamente ausentes, os cones podem ser ativados por apenas um punhado de fótons. Ainda assim, os bastões têm melhor desempenho em condições de luz difusa. Como mostraram experiências na década de 1940, um quantum de luz é suficiente para atrair a nossa atenção. “As pessoas podem responder a um único fóton”, diz Brian Wandell, professor de psicologia e engenharia elétrica em Stanford. “Não faz sentido ser ainda mais sensível.”


Em 1941, pesquisadores da Universidade de Columbia sentaram as pessoas em uma sala escura e deixaram seus olhos se ajustarem. As hastes levaram vários minutos para atingir a sensibilidade total – e é por isso que temos dificuldade em enxergar quando as luzes se apagam repentinamente.

Os cientistas então lançaram uma luz azul esverdeada na frente dos rostos dos sujeitos. Num nível acima do acaso estatístico, os participantes foram capazes de detectar a luz quando os primeiros 54 fótons atingiram seus olhos.

Depois de compensar a perda de fótons através da absorção por outros componentes do olho, os cientistas descobriram que cinco fótons ativaram cinco bastonetes separados que deram aos participantes a sensação de luz.

Qual é o limite da menor e mais distante coisa que podemos ver?

Este fato pode surpreendê-lo: não há limite inerente para a menor ou mais distante coisa que podemos ver. Desde que objetos de qualquer tamanho, a qualquer distância, transmitam fótons às células da retina, podemos vê-los.

“Tudo o que importa aos olhos é a quantidade de luz que atinge os olhos”, diz Landy. - Número total de fótons. Você pode tornar a fonte de luz ridiculamente pequena e distante, mas se ela estiver emitindo fótons poderosos, você a verá."

Por exemplo, a crença popular diz que numa noite escura e clara podemos ver a luz de uma vela a uma distância de 48 quilómetros. Na prática, é claro, nossos olhos serão simplesmente banhados por fótons, de modo que quanta de luz errante de grandes distâncias simplesmente se perderá nessa bagunça. “Quando você aumenta a intensidade do fundo, a quantidade de luz necessária para ver algo aumenta”, diz Landy.


O céu noturno, com o seu fundo escuro pontilhado de estrelas, fornece um exemplo impressionante do alcance da nossa visão. As estrelas são enormes; muitos dos que vemos no céu noturno têm milhões de quilômetros de diâmetro. Mas mesmo as estrelas mais próximas estão a pelo menos 24 biliões de quilómetros de distância de nós e, portanto, são tão pequenas aos nossos olhos que não podem ser vistas. E ainda assim os vemos como poderosos pontos emissores de luz à medida que os fótons viajam através de distâncias cósmicas e chegam aos nossos olhos.

Todas as estrelas individuais que vemos no céu noturno estão localizadas em nossa galáxia - . O objeto mais distante que podemos ver a olho nu está fora da nossa galáxia: a Galáxia de Andrômeda, localizada a 2,5 milhões de anos-luz de distância. (Embora isso seja controverso, alguns indivíduos afirmam que podem ver a Galáxia do Triângulo em um céu noturno extremamente escuro, e ela está a três milhões de anos-luz de distância, basta acreditar na palavra deles).

Os trilhões de estrelas da Galáxia de Andrômeda, dada a distância até ela, se confundem em uma mancha vaga e brilhante do céu. E ainda assim seu tamanho é colossal. Em termos de tamanho aparente, mesmo a quintilhões de quilômetros de distância, esta galáxia é seis vezes maior que a Lua cheia. No entanto, tão poucos fótons chegam aos nossos olhos que este monstro celestial é quase invisível.

Quão nítida pode ser a visão?

Por que não conseguimos distinguir estrelas individuais na Galáxia de Andrômeda? Os limites da nossa resolução visual, ou acuidade visual, impõem as suas limitações. A acuidade visual é a capacidade de distinguir detalhes como pontos ou linhas separadamente uns dos outros para que não se confundam. Assim, podemos pensar nos limites da visão como o número de “pontos” que podemos distinguir.


Os limites da acuidade visual são definidos por vários fatores, como as distâncias entre os cones e bastonetes compactados na retina. Também importante é a própria ótica do globo ocular, que, como já dissemos, impede a penetração de todos os fótons possíveis nas células sensíveis à luz.

Em teoria, a pesquisa mostrou que o melhor que podemos ver é cerca de 120 pixels por grau de arco, uma unidade de medida angular. Você pode pensar nele como um tabuleiro de xadrez preto e branco de 60 por 60 que cabe na unha de uma mão estendida. “É o padrão mais claro que você pode ver”, diz Landy.

Um teste de visão, como um gráfico com letras minúsculas, segue os mesmos princípios. Esses mesmos limites de acuidade explicam por que não podemos distinguir e focar em uma única célula biológica escura com vários micrômetros de largura.

Mas não se desconsidere. Um milhão de cores, fótons únicos, mundos galácticos a quantilhões de quilômetros de distância - nada mal para uma bolha de gelatina em nossas órbitas oculares conectada a uma esponja de 1,4 kg em nossos crânios.

A superfície da Terra se curva e desaparece de vista a uma distância de 5 quilômetros. Mas a nossa acuidade visual permite-nos ver muito além do horizonte. Se a Terra fosse plana, ou se você estivesse no topo de uma montanha e olhasse para uma área do planeta muito maior do que o normal, seria capaz de ver luzes brilhantes a centenas de quilômetros de distância. Em uma noite escura, era possível até ver a chama de uma vela localizada a 48 quilômetros de distância.

A distância que o olho humano pode ver depende de quantas partículas de luz, ou fótons, são emitidas por um objeto distante. O objeto mais distante visível a olho nu é a Nebulosa de Andrômeda, localizada a uma enorme distância de 2,6 milhões de anos-luz da Terra. O um bilião de estrelas da galáxia emitem luz suficiente no total para fazer com que vários milhares de fotões atinjam cada centímetro quadrado da superfície da Terra a cada segundo. Numa noite escura, essa quantidade é suficiente para ativar a retina.

Em 1941, o cientista da visão Selig Hecht e os seus colegas da Universidade de Columbia fizeram o que ainda é considerado uma medida fiável do limiar visual absoluto – o número mínimo de fotões que devem atingir a retina para produzir consciência visual. O experimento estabeleceu o limite em condições ideais: os olhos dos participantes tiveram tempo para se ajustarem totalmente à escuridão absoluta, o flash de luz azul esverdeado que atuava como estímulo tinha um comprimento de onda de 510 nanômetros (ao qual os olhos são mais sensíveis), e a luz era direcionada para a borda periférica da retina, preenchida com bastonetes sensíveis à luz.

Segundo os cientistas, para que os participantes do experimento pudessem reconhecer tal flash de luz em mais da metade dos casos, de 54 a 148 fótons tiveram que atingir o globo ocular. Com base em medições de absorção da retina, os cientistas estimam que, em média, 10 fótons são realmente absorvidos pelos bastonetes da retina humana. Assim, a absorção de 5 a 14 fótons ou, respectivamente, a ativação de 5 a 14 bastonetes indica ao cérebro que você está vendo algo.

“Este é realmente um número muito pequeno de reações químicas”, observaram Hecht e seus colegas em um artigo sobre o experimento.

Levando em consideração o limiar absoluto, o brilho da chama de uma vela e a distância estimada em que um objeto luminoso escurece, os cientistas concluíram que uma pessoa poderia discernir o leve brilho da chama de uma vela a uma distância de 48 quilômetros.

Objetos do tamanho de uma pessoa são distinguíveis quando se estendem a uma distância de apenas cerca de 3 quilômetros. Em comparação, a essa distância, poderíamos distinguir claramente dois faróis de carro. Mas a que distância podemos reconhecer que um objeto é mais do que apenas um lampejo de luz? Para que um objeto pareça espacialmente estendido e não pontual, a luz dele deve ativar pelo menos dois cones retinais adjacentes - as células responsáveis ​​pela visão das cores. Sob condições ideais, um objeto deve estar em um ângulo de pelo menos 1 minuto de arco, ou um sexto de grau, para excitar cones adjacentes. Esta medida angular permanece a mesma quer o objeto esteja próximo ou distante (o objeto distante deve ser muito maior para estar no mesmo ângulo que o objeto próximo). A Lua Cheia fica em um ângulo de 30 minutos de arco, enquanto Vênus é pouco visível como um objeto estendido em um ângulo de cerca de 1 minuto de arco.