|| + Dołącz do listy mailingowej

28 września 2006: Nie tak dawno temu, przed pojawieniem się świateł elektrycznych, rolnicy polegali na świetle księżyca przy zbiorach jesiennych plonów. Gdy wszystko dojrzewało jednocześnie, było zbyt wiele pracy, aby zatrzymać się o zachodzie słońca. Jasny księżyc w pełni – „księżyc żniwny” – pozwalał kontynuować pracę do nocy.

Światło księżyca było mile widziane, ale jak każdy rolnik może ci powiedzieć, to były dziwne rzeczy. Jak to? Przekonajcie się sami. Księżyc Dożynkowy 2006 roku wschodzi 6 października i jeśli zwrócisz uwagę, możesz zauważyć kilka zastanawiających rzeczy:

1. Światło księżyca kradnie kolor z wszystkiego, czego dotknie. Zwróć uwagę na różę. W pełni księżycowego światła kwiat jest jasno oświetlony i nawet rzuca cień, ale czerwień zniknęła, zastąpiona przez odcienie szarości. W rzeczywistości cały krajobraz jest taki. To trochę jak oglądanie świata przez stary czarno-biały telewizor.

Prawda: Księżyc dożynkowy z 2005 roku. Photo credit: Sr. Fins Eirexas of Pobra do Caramiñal, Galiza, Spain.

„Moon gardens” turn this 1950s-quality of moonlight to advantage. Białe lub srebrne kwiaty, które kwitną w nocy, są zarówno pachnące, jak i żywe pod księżycem w pełni. Ulubione kwiaty to Cztery O’Clocks, Moonflower Vines, Angel’s Trumpets – ale rzadko czerwone róże.

Zapisz się na dostawę EXPRESS SCIENCE NEWS

2. Jeśli wpatrujesz się w szary krajobraz wystarczająco długo, staje się on niebieski. Najlepszym miejscem do zobaczenia tego efektu, zwanego „blueshift” lub „Purkinje shift” po XIX-wiecznym naukowcu Johannesie Purkinje, który pierwszy go opisał, jest wieś z dala od sztucznych świateł. Gdy oczy stają się maksymalnie zaadaptowane do ciemności, pojawia się błękit. Producenci filmowi często nakładają niebieski filtr na obiektyw podczas filmowania nocnych scen, aby stworzyć bardziej naturalne wrażenie, a artyści dodają niebieski kolor do obrazów przedstawiających nocne krajobrazy z tego samego powodu. Jednak jeśli spojrzysz w górę na księżyc w pełni, z pewnością nie jest on niebieski. (Uwaga: drobny popiół z wulkanów lub pożarów lasów może zmienić księżyc w niebieski, ale to już inna historia.)

3. Światło księżyca nie pozwala ci czytać. Otwórz książkę pod księżycem w pełni. Na pierwszy rzut oka, strona wydaje się wystarczająco jasna. Jednak kiedy próbujesz odczytać słowa, nie możesz tego zrobić. Co więcej, jeśli zbyt długo wpatrujesz się w słowo, może ono zniknąć. Światło księżyca nie tylko zamazuje twój wzrok, ale także tworzy małą ślepą plamkę. (Kolejna uwaga: Jak we wszystkim, co ludzkie, są wyjątki. Niektórzy ludzie mają wyjątkowo czułe czopki lub dodatkową pomoc pręcików, które pozwalają im czytać w najjaśniejszym świetle księżyca.)

To wszystko jest bardzo dziwne. Światło księżyca, pamiętaj, nie jest bardziej egzotyczne niż światło słoneczne odbite od pylistej powierzchni Księżyca. Jedyną różnicą jest intensywność: Światło księżycowe jest około 400 000 razy słabsze niż bezpośrednie światło słoneczne.

Co więc z tym wszystkim zrobić? Odpowiedź leży w oku patrzącego. Odpowiedzialna jest za to ludzka siatkówka.

Siatkówka jest jak organiczny aparat cyfrowy z dwoma rodzajami pikseli: pręcikami i czopkami. Czopki pozwalają nam widzieć kolory (czerwone róże) i drobne szczegóły (słowa w książce), ale działają tylko w jasnym świetle. Po zachodzie słońca przejmują je pręciki.

Pręciki są cudownie wrażliwe (1000 razy bardziej niż czopki) i są odpowiedzialne za nasze widzenie w nocy. Według niektórych doniesień, pręciki mogą wykryć zaledwie jeden foton światła! Jest tylko jedna wada: pręciki nie widzą kolorów. Róże w nocy wydają się więc szare.

Jeśli pręciki są tak czułe, dlaczego nie możemy ich użyć do czytania przy świetle księżyca? Problem polega na tym, że pręciki są prawie całkowicie nieobecne w centralnej plamce siatkówki zwanej fovea, którą mózg wykorzystuje do czytania. Fovea jest gęsto wypełniona czopkami, dzięki czemu możemy czytać w ciągu dnia. W nocy jednak, fovea staje się ślepą plamką. Pozostałe widzenie peryferyjne nie jest wystarczająco ostre, aby dostrzec pojedyncze litery i słowa.

W końcu dochodzimy do przesunięcia niebieskiego. Rozważmy ten fragment z wydania Journal of Vision z 2004 roku:

„Należy zauważyć, że percepcja niebieskiego koloru lub jakiegokolwiek koloru dla tej sprawy w czysto księżycowym środowisku jest zaskakująca, biorąc pod uwagę, że natężenie światła jest poniżej progu detekcji dla komórek czopkowych. Jeśli więc czopki nie są pobudzane, to jak postrzegamy niebieskość?” — „Modeling Blueshift in Moonlit Scenes using Rod-Cone Interaction” Saad M. Khan and Sumanta N. Pattanaik, University of Central Florida.

Autorzy badania poszli dalej, by zaproponować bioelektryczne wyjaśnienie — że sygnały z pręcików mogą rozlać się na sąsiadujące niebieskoczułe czopki w warunkach pełnego oświetlenia księżyca (patrz diagram, po prawej). Stworzyłoby to iluzję koloru niebieskiego. „Niestety”, podkreślają, „bezpośrednie dowody fizjologiczne na poparcie lub zaprzeczenie hipotezy nie są jeszcze dostępne.”

Więc nadal istnieją pewne tajemnice w świetle księżyca. Szukaj ich 6 października pod Księżycem Żniwnym.

Caveat Lunar: Ta historia czyni pewne uogólnienia na temat tego, co ludzie mogą zobaczyć w nocy, ale, jak ze wszystkimi rzeczami ludzkimi, są wyjątki: Niektórzy ludzie potrafią czytać przy świetle księżyca; inni nie mają problemów z dostrzeżeniem czerwonych płatków księżycowej róży. Ci ludzie mają „widzenie księżycowe”, wzmocnione dzięki dodatkowej pomocy pręcików lub wyjątkowo wrażliwych czopków. Czy jesteś jednym z nich?

Autor: Dr. Tony Phillips | Redaktor: Dr. Tony Phillips | Credit: Science@NASA

Więcej o historii…

Więcej informacji o błękitnym przesunięciu w świetle Księżyca:

Błękitne przesunięcie jest czasami przypisywane spektralnej odpowiedzi pręcików. Chociaż pręciki są nominalnie ślepy kolor, nie reagują jednakowo do wszystkich kolorów: Pręty są bardziej wrażliwe na niebiesko-zielone fotony i mniej wrażliwe na czerwone fotony. Można to zaobserwować na przykładzie księżycowej róży. W dzień czerwony kwiat dominuje nad zielonymi liśćmi. W nocy sytuacja jest odwrotna. Zielone liście są bardziej żywe niż czerwony kwiat.

Niezależnie jednak od tego, która część róży wyróżnia się najbardziej, zespół jest nadal szary. Dzieje się tak dlatego, że pręciki nie mają mechanizmu rozróżniania kolorów. Odcienie szarości to wszystko, co otrzymujemy.

Cones są w stanie oddzielić kolory, ponieważ są one w trzech odmianach: czerwony-czułe, zielony-czułe, i niebieski-czułe. Mózg może posortować kolor obiektu, zauważając, który rodzaj czopka stymuluje najbardziej.

Pręciki, z drugiej strony, występują tylko w jednej odmianie – monochromatycznej, co sprowadza nas z powrotem do tajemnicy niebieskiego przesunięcia. Jeśli pręciki nie potrafią oddzielić kolorów, to jak mózg rejestruje raczej niebieski niż szary krajobraz? Khan i Pattanaik hipoteza sygnałów prętów „krwawienie” do sąsiednich niebieskich czopków wrażliwych zapewnia możliwe, ale niesprawdzone wyjaśnienie.

Daty i czasy: Księżyc jest w pełni 7 października o 0313 UT lub 11:13 pm EDT w dniu 6 października: Moon phase calendar.

Web Links:

The Eye and Night Vision — z raportu specjalnego USAF, AL-SR-1992-0002, „Night Vision Manual for the Flight Surgeon”, napisanego przez Roberta E. Millera II, Col, USAF, (RET) i Thomasa J. Tredici, Col, USAF, (RET)

Widzenie nocne — Organizacja siatkówki i układu wzrokowego

Przesunięcie Purkinjego — (Wikipedia)

Rodki i czopki — (Hyperphysics)

Rendering nocny — badanie światła księżyca w sztuce i grafice komputerowej

Co widzą psy? — (Journal of Veterinary Medicine)

Jak działa widzenie — (HowStuffWorks)

Wizja dla eksploracji kosmosu

.