Từ việc ngắm nhìn những vì sao xa xôi trên bầu trời đêm đến việc dõi theo một cánh chim bay tít tận chân trời, khả năng nhìn xa của con người thật đáng kinh ngạc. Nhưng bạn có bao giờ tự hỏi, cỗ máy sinh học cơ thể nào bên trong đôi mắt cho phép chúng ta làm điều đó?  

Thủy tinh thể điều chỉnh tiêu điểm ảnh ra sao?

Hãy tưởng tượng đôi mắt của bạn là một chiếc máy ảnh tự động lấy nét siêu hạng. "Linh kiện" quan trọng nhất cho chức năng này chính là thủy tinh thể, một thấu kính tự nhiên, trong suốt và có khả năng thay đổi hình dạng.

Khi bạn nhìn vào một vật ở xa, các cơ nhỏ trong mắt sẽ giãn ra, làm cho thủy tinh thể dẹt lại và mỏng đi. Khi bạn nhìn vào một vật ở gần, các cơ này sẽ co lại, làm thủy tinh thể phồng lên và cong hơn. 

Quá trình điều tiết này giúp bẻ cong các tia sáng đi vào mắt một cách chính xác, đảm bảo hình ảnh của vật thể, dù ở gần hay xa, luôn được hội tụ sắc nét trên võng mạc ở đáy mắt.

Tế bào que và nón trên võng mạc xử lý ánh sáng

Khi hình ảnh đã được hội tụ sắc nét lên võng mạc, công việc tiếp theo thuộc về hàng triệu tế bào cảm quang tí hon. Võng mạc của chúng ta có hai loại "cảm biến" chính, là một phần quan trọng của hệ thị giác.

• Tế bào que: Đây là những tế bào chuyên cảm nhận ánh sáng yếu, giúp chúng ta nhìn được trong điều kiện thiếu sáng hoặc ban đêm. Chúng không phân biệt được màu sắc, chỉ cảm nhận được các sắc độ sáng tối.
• Tế bào nón: Ngược lại, tế bào nón cần nhiều ánh sáng hơn để hoạt động. Chúng chịu trách nhiệm cho việc cảm nhận màu sắc và nhìn thấy các chi tiết sắc nét. Chúng ta có ba loại tế bào nón, mỗi loại nhạy cảm với một vùng ánh sáng khác nhau (đỏ, lục, lam).

Khi ánh sáng chiếu vào các tế bào này, chúng sẽ tạo ra một tín hiệu điện, khởi đầu cho quá trình xử lý thị giác.

>>> Mở rộng kiến thức: Não bộ đã điều khiển mọi hoạt động của cơ thể chúng ta như thế nào?

Giới hạn vật lý của tầm nhìn xa ở con người

Vậy trên lý thuyết, mắt người có thể nhìn xa đến đâu? Câu trả lời đáng kinh ngạc là: vô tận! Nếu Trái Đất phẳng và không có gì cản trở, bạn có thể nhìn thấy ánh nến từ khoảng cách 50 km. Lý do chính vì sao chúng ta có thể nhìn xa đến vậy là vì mắt chúng ta cực kỳ nhạy sáng.

Tuy nhiên, trong thực tế, tầm nhìn của chúng ta bị giới hạn bởi các yếu tố vật lý:

• Đường chân trời: Do Trái Đất hình cầu, các vật thể ở xa sẽ dần biến mất sau đường cong của hành tinh.
• Kích thước vật thể: Vật thể phải đủ lớn để hình ảnh của nó chiếm ít nhất một vài tế bào cảm quang trên võng mạc.
• Điều kiện khí quyển: Sương mù, khói bụi và sự ô nhiễm có thể tán xạ và cản trở ánh sáng, làm giảm tầm nhìn xa.

Ví dụ kinh điển nhất về tầm nhìn của mắt người là chúng ta có thể nhìn thấy Thiên hà Tiên Nữ (Andromeda), cách Trái Đất 2.5 triệu năm ánh sáng, bằng mắt thường trong một đêm trời quang đãng.

>>> Cập nhật thêm thông tin: Tại sao có hai mắt lại giúp chúng ta nhìn được chiều sâu, chiều rộng?

Đôi mắt của chúng ta là một kỳ quan của tạo hóa, có khả năng nhìn xa đáng kinh ngạc, chỉ bị giới hạn bởi các quy luật vật lý của thế giới xung quanh. Lần tới khi bạn ngước nhìn bầu trời đêm, hãy nhớ rằng bạn đang sử dụng một công cụ quang học tinh vi để chiêm ngưỡng vũ trụ.

>>> Đọc để hiểu thêm: Mắt và não bộ giải mã ánh sáng: Bí mật vì sao chúng ta nhìn thấy màu sắc