İnsan Ne Kadar Uzağı Görebilir ?

Vücudumuzdaki en harika organlardan biri olan gözlerimiz hakkında ne kadar şey biliyoruz? Sizin için insan gözü ne kadar uzağı görebilir konusunda bir yazı derledik.
Eğer dünya düz olsaydı veya yüksek bir dağın tepesinden uzaklara bakabilirsek kilometrelerce uzaktaki ışıkları algılayabiliriz. Gece karanlığında 48 kilometre uzaktaki bir mum ışığını bile görebiliriz.
Gözümüzün ne kadar uzağı görebileceği uzaktaki nesnenin ne kadar ışık parçacıkları veya foton (ışıncık) yaydığına bağlıdır. Çıplak gözle görülebilen en uzak galaksi dünyadan yaklaşık 2.6 milyon ışık yılı uzakta olan Andromeda galaksisidir. Galaksinin 1 trilyon yıldızı topluca her saniyede dünya yüzeyinin her santimetrekaresine binlerce foton yayar. Bu da bizlere uzakları görme açısından heyecan verici bir etki yaratır.

Peki insan gözü ne kadar uzaktaki bir nesneyi ışık parıltısından daha fazlası olarak görebilir?

Gözlerimizin uzaktaki nesneyi bir noktadan daha fazlası olarak görebilmesi için nesneden gelen ışığın gözlerimizde renk görmeyi yaratan bitişik iki koni hücresini (cone cells) uyarması gerekiyor.

Uzayın keşfine bizi en çok yaklaştıran adımlardan biri olan teleskop 1608’de Hollanda’da gözlük yapan biri olan Hans Lippershey tarafından icat edildi. Kırıcı teleskobun mucidi olan Hans Lippershey’in adının çok duyulmamasının sebebi onu gökyüzü araştırmaları için kullanmamasıydı. Teleskop kullanarak gökyüzü gözlemi yapan ilk bilim insanı olan Galileo Galilei, Lippershey’in teleskobunu biraz geliştirip yüzyıllar boyunca konuşulacak keşiflere imza atmıştır. Peki Galileo’nun teleskobu nasıl çalışırdı ve bize neler kattı?
1610 yılında gözlemlerine başlayan İtalyan gökbilimci, kırıcı teleskop adı verilen teleskop türünü bu amaçlı kullanan ilk insan olmakla birlikte, icat edilen ilk teleskoptan daha iyi bir büyütme oranına sahip bir teleskop yapmayı başarıp Lippershey’in önüne geçmiştir. Galileo’nun teleskobu 8-9 kat büyütme sağlarken, diğeri sadece 3 katında kalabilmişti. Yapım aşamasının en ilgi çeken noktası Galileo’nun herhangi bir çiziminin olmaması. Tamamen deneme yanılma yolu ile lensleri doğru yerleştirip, en doğru ve uzun yıllar boyunca en kullanışlı olacak teleskobu üretmişti.

Konveks ve konkav (dışbükey ve içbükey) lenslerden oluşan bu teleskop, gelen ışığın konveks lensten geçerek kırılıp, odak noktasına yakın bir yerde bulunan konkav lensten geçerek yeniden kırılmasıyla düz ve net bir görüntü elde edilmesini sağlar. Böylece çok uzak mesafelerde bulunan objeleri rahatça gözlemleyip, keşiflere başlayan Galileo ilk olarak Ay’ın yüzeyindeki kraterleri, Güneş lekelerini ve Venüs’ün evrelerini keşfetmişti.
Günümüzde ise bu araştırmalar çoğunlukla dünyanın yörüngesinde bulunan uzay teleskopları aracılığı ile yapılır. Çok daha gelişmiş ve farklı tekniklerle çalışan bu teleskoplar 13 milyar ışık yılından daha uzağı görme imkânı sağlıyor. Şu anda yörüngemizde görev yapan onlarca teleskop bulunmakta. Bunlardan en büyüğü olan Hubble Uzay Teleskobu 2012 yılında 13,2 milyar ışık yılı uzağının bir fotoğrafını çekmiş. eXtreme Deep Field (XDF) adı verilen bu görüntü, teleskobun 10 yıl boyunca tek bir noktaya odaklanması sonucu, iki binden fazla görüntünün birleştirilmesiyle edilmiş.
Uzay teleskoplarının günümüzde bize sağladığı katkıları ve araştırmaları da bu yazıya sığdırmak mümkün olmazdı. Evrenin sonsuzluğunu inceleme fırsatı sunan bu muhteşem icadı herkesin deneme fırsatı bulmasını çok isterim. “Bir şeyi bir kere görmek, bin kere duymaktan iyidir” diye bir Çin atasözü vardı. O yüzden bu muhteşem görüntüleri telefonlardan ya da bilgisayar ekranlarında değil de gözlerinizle görün.

Gözün görebilme mesafesinin bir sınırı yoktur. 6 metre ile sonsuz uzaklıktaki cisimlerin görüntüleri lam ağ tabaka üzerinde oluşur. 6 metreden yakındaki cisimleri ise göz kasları uyum yaparak görüntülerinin tam yerine odaklaşmalarını sağlarlar. Bir cismi görebilmemiz için onun ışıklarının gözümüze gelmesi yeterlidir.

Gökyüzünde gittikçe uzaklaşarak uçan bir uçak veya kuş, bir noktadan sonra görünmez olurlar. Bunun sebebi cismin ışıklarının havadaki, su buharı, katı maddelerin yoğunluğu gibi perdeleyici etkilen yenip bize ulaşamamalarıdır.

20 kilometre uzakta uçan bir kuşu göremezsiniz ama aynı mesafede yanan bir mumu, 3 milyon ışık yılı uzaklıktaki bir yıldızı rahatlıkla görebilirsiniz. O halde ışığı kısıtlayıcı faktörler gözlerimizde değil ışığın bize ulaştığı yol üzerindedir.

Gözümüzde ağ tabakasının görüntü katında, biçimleri nedeniyle çubuk ve koni hücreleri olarak adlandırılan iki tip hücre mevcuttur. Her gözde ortalama 130 milyon çubuk ve 7 milyon koni hücre vardır. Çubuk hücreler görüntünün oluşmasından, koni hücreler ise renklerin algılanmasından sorumludurlar. Bu hücreler üzerlerine gelen ışınları elektrik sinyaline dönüştürüp, görme sinirleri aracılığı ile beyine ulaştırırlar. Görme olayı beyinde olur.

Araştırmacılar gözde görüntünün, algılanıp sinyal gönderilebilmesi için en az 100 çubuk hücrenin uyarılması gerektiğini ileri sürüyorlar. Yani ışık ne kadar zayıf olursa olsun 130 milyon çubuk hücreden 100 tanesini uyarabiliyorlarsa biz o cismi görebiliyoruz. Çok düşük bir sayı olarak görülüyor ama bu konuda başka bir veri de yok. Tabii bu arada gözün her dalga boyundaki ışığı göremediğini, cismi görebilmek için ışığın görülebilir tayfta olması gerektiğini de unutmamak gerekir.

İnsanlar manzaraları geniş ve güzel olsun diye apartmanların en üst katlarını tercih ederler. Yangınları erken tespit edebilmek için ormancılar kulelerin üstüne çıkarlar. Yeryüzünde görebileceğimiz mesafeleri ufuk çizgisi sınırlar. Ufuk, belli bir noktadan görülebilen bütün yeryüzü parçalarını, dünyanın yuvarlaklığı nedeni ile dairesel olarak sınırlayan çizgi olarak tarif edilir.

O halde ufuk çizgisi ne kadar uzaktadır?

Apartmanın en üst katında oturmakla, balona binip yükselmekle görüş mesafesi olarak ne avantajımız olabilir? Ne kadar daha uzağı görebiliriz?

Ufuk çizgisinin mesafesi gözün deniz seviyesinden yüksekliğine bağlıdır. Araştırmacılar bunun için bir formül geliştirmişler: (karekök) (yükseklik / 6,75) = (ufuk uzaklığı) burada yükseklik, -santimetre-, ufuk uzaklığı ise -kilometre- birimindendir.

Bu formüle göre , normal bir insan deniz seviyesinde 5 kilometre, 10 katlı bir binanın tepesinde 19 kilometre, 10 bin metre yükseklikte uçan bir uçağın penceresinden 385 kilometre yarı çapında bir çevreyi görebilir.

Burada görülebilen mesafenin, ufuk çizgisi olduğunu unutmamak gerekiyor yoksa etekleri ufuk çizgisinin altında kalan yüksek dağların zirvelerini, uygun hava koşullarında, 100 kilometre öteden bile görmek mümkündür.

İki göz hesaba katıldığında insanın yatayda (göz ekseninde) 180 dereceden birazcık büyük bir görüş alanı vardır. Bunun üzerine göz hareketleri de görüş alanını değiştirir. Her bir gözümüz, yuvası içerisinde 90 dereceye yakın bir açıyla sola veya sağa dönebilir. Bu sayede, kafamızı hareket ettirmeksizin, görüş alanımız göz ekseninde 270 dereceye kadar ulaşabilir. Kafamız da 100-130 dereceye kadar sağa veya sola dönebilir. Bu sayede görüş alanımızı toplamda 340-350 dereceye kadar çıkarmamız mümkündür. Kafa ve boyun hareketine, göğüs ve bel dönüşü (rotasyonu) da eklenirse, bacakları hareket ettirmeksizin 360 dereceyi görmemiz mümkündür.
Her bir gözümüzde, dimdik ileri baktığımızda 12-15 derece dışa, 1.5 derece aşağıya denk gelecek şekilde optik sinirin retinayı yararak girdiği kör nokta bulunur. Bu kör nokta, görüş alanını vücut eksenimizde 7.5 derece, göz eksenimizde 5.5 derece kısıtlayan bir evrimsel kusurdur.