Bề mặt cong của trái đất hạn chế tầm nhìn của mắt người ở 5km. Tuy nhiên thị lực của chúng ta còn xa hơn thế. Nếu trái đất bằng phẳng, hoặc nếu bạn đứng trên đỉnh núi nhìn xuống, đôi mắt có khả năng cảm nhận được ánh sáng ở khoảng cách xa hàng trăm kilomet. Thậm chí trong đêm tối, mắt người có thể nhìn thấy một ngọn lửa bập bùng ở khoảng cách 48km.

Mắt người có thể nhìn thấy một thiên hà cách trái đất 2,6 triệu năm ánh sáng.

Mắt người có thể nhìn bao xa tùy thuộc vào việc có bao nhiêu hạt ánh sáng (hạt photon) mà vật thể phát xạ. Đối tượng xa nhất có thể phát xạ để mắt người nhìn thấy là thiên hà Andromeda, thật đáng kinh ngạc khi nó nằm cách trái đất 2,6 triệu năm ánh sáng. Hàng nghìn tỉ ngôi sao quanh thiên hà này phát ra ánh sáng đủ để một vài nghìn photon chạm được tới mỗi centimet vuông của trái đất mỗi giây. Đó là một lượng khá lớn để kích thích võng mạc của chúng ta trong đêm tối.

Trở lại năm 1941, những gì nhà khoa học Selig Hecht và các đồng nghiệp của ông tại đại học Columbia đã thực hiện vẫn được coi là thước đo đáng tin cậy về “ngưỡng tuyệt đối” của tầm nhìn của con người – số lượng tối thiểu các photon kích thích võng mạc để suy ra nhận thức từ thị giác của chúng ta.

Các thí nghiệm khảo sát ngưỡng dưới điều kiện lý tưởng: những người tham gia nghiên cứu đã có thời gian để thích nghi với bóng tối hoàn toàn, đèn flash ánh sáng hoạt động để kích thích các bước sóng lục-lam có độ dài 510 nano mét, tới vùng nhạy cảm nhất trên mắt ta, vùng ngoại vi võng mạc.

Kết quả cho cần khoảng 54 tới 148 photon đánh thức nhãn cầu của mắt. Dựa trên các phép đo của sự hấp thụ võng mạc, các nhà khoa học tính toán rằng chỉ cần 5 tới 14 photon kích hoạt 5 tới 14 tế bào que là bộ não của bạn đã nhìn thấy một thứ gì đó. “Đây thực sự là một số lượng rất nhỏ” Hecht và đồng nghiệp nhận xét trong bài chuyên đề về đề tài này.

Xem xét ngưỡng tuyệt đối, các nhà khoa học kết luận rằng ta có thể nhìn thấy tia sáng le lói yếu ớt của một ngọn nến cách ta 48 km.

Nhưng con người nhìn thấy một vật thể xác định (không đơn giản là một chút lấp lánh) bao xa? Đối với các đối tượng xuất hiện trong không gian mở rộng hơn điểm, ánh sáng từ nó phát lại phải kích thích ít nhất 2 tế bào hình nón lân cận sản xuất màu sắc trong mắt. Trong điều kiện lý tưởng, một vật thể được nhìn thấy ở một góc ít nhất 1 arcminute tương đương 1/60 độ, để kích thích các tế bào hình nón liền kề.

Mắt thường nhìn thấy một vật thể (lớn hơn điểm) ở khoảng cách dưới 3km, như khi ta nhìn thấy 2 đèn pha riêng biệt của một chiếc xe hơi.

Ngọc Ánh