Liếc mắt sang bên lại thấy ngôi sao mờ rõ hơn vì ngay chính giữa võng mạc, chỗ ta dùng để nhìn thẳng, gần như chỉ có tế bào nón – loại cần nhiều ánh sáng. Tế bào que, nhạy với ánh sáng yếu hơn hẳn, tập trung ở vùng lệch khỏi tâm vài chục độ. Đặt ngôi sao mờ rơi vào vùng ấy bằng cách nhìn hơi lệch đi, mắt "bắt" được nó; nhìn thẳng vào, nó biến mất.
Thấy nó ở đâu, lúc nào
Bạn đứng ở sân, nhìn một vùng trời có vẻ trống. Khoé mắt bắt được một đốm mờ. Quay mắt nhìn thẳng vào thì không còn gì. Liếc đi, nó lại hiện ra. Nhiều người tưởng mình hoa mắt. Thật ra đó là một đặc điểm cấu tạo của mắt người, và người quan sát sao đã biến nó thành kỹ thuật có tên: nhìn lệch (averted vision).
Ví dụ dễ thử nhất là cụm sao Tua Rua (Pleiades), thấy rõ những tối từ tháng 11 đến tháng 3, nằm phía trên chòm Lạp Hộ. Nhìn thẳng, đa số người đếm được khoảng sáu ngôi. Nhìn lệch một chút, ở nơi đủ tối, nhiều người đếm được bảy, tám, có người hơn nữa. Một ví dụ khác là đốm mây mờ của tinh vân Lạp Hộ, ngay dưới ba ngôi sao xếp hàng của chòm này.
Hiện tượng không chỉ xảy ra với sao. Ban đêm trong một căn phòng rất tối, đồng hồ có kim dạ quang yếu, hay đốm sáng nhỏ của một thiết bị điện, cũng có thể "lẩn" khi nhìn thẳng và hiện lại khi liếc.
Cơ chế: võng mạc chia hai đội
Tế bào nón và tế bào que
Mỗi mắt người có khoảng 6 triệu tế bào nón và khoảng 120 triệu tế bào que. Tế bào nón chia ba loại, nhạy với vùng đỏ, xanh lá và xanh dương; nhờ chúng ta thấy màu và chi tiết sắc nét – nhưng chỉ khi đủ sáng. Tế bào que chỉ có một loại sắc tố, rhodopsin, nhạy với ánh sáng yếu hơn rất nhiều nhưng không phân biệt màu.
Hố trung tâm: chỗ nhìn nét nhất lại "mù" trong đêm
Ở chính giữa võng mạc có một vùng lõm nhỏ gọi là hố trung tâm (fovea). Khi bạn nhìn thẳng vào thứ gì, ảnh của nó rơi vào đây. Hố trung tâm dày đặc tế bào nón, và phần lõi của nó, rộng cỡ một độ trong tầm nhìn, gần như không có tế bào que nào. Ban ngày đó là lợi thế: đọc chữ, xỏ kim đều nhờ vùng này. Ban đêm, nó thành một chấm kém nhạy ngay giữa tầm mắt.
Ra khỏi tâm, mật độ tế bào que tăng dần, đạt cao nhất ở khoảng 15–20 độ lệch khỏi điểm nhìn. Đây chính là vùng mà người quan sát sao muốn ánh sáng mờ rơi vào.
Tế bào que còn biết "góp gạo"
Có một lý do thứ hai. Nhiều tế bào que cùng nối vào một tế bào thần kinh phía sau, nên tín hiệu yếu của chúng được cộng dồn lại. Ánh sáng yếu đến mức từng tế bào không đủ báo, nhưng cả nhóm cộng lại thì đủ. Cái giá phải trả là độ nét: não chỉ biết "có ánh sáng đâu đó trong nhóm này", không biết chính xác chỗ nào. Vì thế hình ảnh ban đêm nhòe và không màu, còn ban ngày tế bào nón ở hố trung tâm gần như mỗi cái có đường dây riêng, cho ảnh sắc nét.
So sánh hai loại tế bào
| Đặc điểm | Tế bào nón | Tế bào que |
|---|---|---|
| Số lượng mỗi mắt | Khoảng 6 triệu | Khoảng 120 triệu |
| Phân bố | Dày đặc ở hố trung tâm, thưa dần ra rìa | Gần như không có ở lõi hố trung tâm, nhiều nhất ở 15–20° lệch tâm |
| Ánh sáng cần | Ban ngày, ánh đèn | Ánh trăng, ánh sao |
| Thấy màu | Có | Không |
| Độ nét | Cao | Thấp, do nhiều tế bào chung một đường tín hiệu |
| Thời gian thích nghi bóng tối | Vài phút | Khoảng 20–30 phút hoặc lâu hơn |
| Nhạy nhất với | Vàng – xanh lá | Xanh lục – lam, gần như "mù" với đỏ đậm |
Mắt quen tối: vì sao cần chờ
Bước từ phòng sáng ra sân, mấy phút đầu bạn thấy rất ít sao. Đó là vì sắc tố rhodopsin trong tế bào que đã bị ánh đèn "tẩy trắng" và cần thời gian tái tạo. Tế bào nón hồi phục trong khoảng 5–10 phút, nhưng tế bào que cần khoảng 20–30 phút để đạt gần mức nhạy cao nhất, và còn nhích thêm sau đó. Chỉ một lần bật đèn pin trắng hay mở màn hình sáng là phần lớn công chờ đợi mất trắng.
Tế bào que gần như không nhạy với ánh sáng đỏ đậm. Vì vậy người quan sát sao dùng đèn pin đỏ mờ để xem bản đồ: tế bào nón đọc được chữ, tế bào que gần như không bị ảnh hưởng.
Hiện tượng họ hàng: hiệu ứng Purkinje
Lúc chạng vạng, hoa đỏ trong vườn tối sầm lại trước, còn lá xanh và hoa xanh lam vẫn còn hiện. Mắt đang chuyển từ "chế độ nón" sang "chế độ que", và tế bào que nhạy với màu xanh lục – lam hơn màu đỏ. Hiện tượng này mang tên nhà sinh lý học người Séc Jan Evangelista Purkinje, người mô tả nó vào thế kỷ 19.
Hiểu lầm thường gặp
- "Thấy rồi lại mất là mắt kém." Không. Người mắt tốt nhất cũng có hố trung tâm thiếu tế bào que. Đó là cấu tạo chung của mắt người.
- "Nhìn chăm chăm lâu thì sẽ thấy rõ hơn." Với vật mờ, nhìn chằm chằm lại làm nó mờ đi. Mắt cũng "nhờn" với kích thích đứng yên. Hãy liếc và cho mắt dịch nhẹ quanh vật.
- "Ăn cà rốt giúp nhìn trong đêm như mắt mèo." Vitamin A cần cho rhodopsin, và thiếu nó thì bị quáng gà thật. Nhưng người đã đủ vitamin A ăn thêm cũng không nhìn đêm tốt hơn. Giai thoại cà rốt giúp phi công thấy trong đêm được cho là chịu ảnh hưởng tuyên truyền thời chiến ở Anh, các sử gia vẫn bàn về mức độ.
- "Đèn pin đỏ hoàn toàn không ảnh hưởng mắt." Đèn đỏ quá sáng vẫn làm chói và giảm thích nghi. Cần đỏ và mờ.
Tự quan sát / tự thử an toàn
Kỹ thuật nhìn lệch đúng cách
- Cho mắt quen tối. Tắt đèn xung quanh, chờ ít nhất 20 phút. Điện thoại chỉnh về chế độ đỏ hoặc độ sáng thấp nhất, tốt nhất là cất đi.
- Nhìn cách vật khoảng 10–15 độ. Duỗi thẳng tay, nắm tay lại: chiều ngang nắm tay che khoảng 10 độ bầu trời. Dời điểm nhìn ra cạnh vật chừng một nắm tay.
- Tránh điểm mù. Mỗi mắt có một điểm mù ở chỗ dây thần kinh thị giác đi ra, nằm lệch về phía thái dương khoảng 15 độ trong tầm nhìn. Nhìn bằng hai mắt thì mắt này bù cho mắt kia nên không lo. Nếu nhìn bằng một mắt qua kính, hãy để vật nằm lệch về phía mũi trong tầm nhìn.
- Thở đều, chớp nhẹ, kiên nhẫn. Vật mờ hay "nhấp nhô" lúc thấy lúc không. Đếm số lần bạn bắt được nó trong một phút.
Thí nghiệm đếm sao Tua Rua
Đi cùng một hai người. Mỗi người ghi số sao Tua Rua đếm được khi nhìn thẳng, rồi khi nhìn lệch. So kết quả. Làm lại ở hai nơi: sân nhà trong thành phố và một nơi tối hơn ở ngoại ô. Bạn sẽ thấy cả kỹ thuật nhìn lẫn bầu trời đều quan trọng. Người quan sát có kinh nghiệm thường nói nhìn lệch giúp thấy được những vật mờ hơn khoảng một cấp sao.
Thử trong nhà
Trong phòng tắt hết đèn, đặt một vật phát sáng rất yếu – ví dụ một miếng dán dạ quang đã "sạc" từ ban ngày và để mờ dần – ở góc phòng. Đợi đến khi nó gần như tắt. Nhìn thẳng vào rồi liếc đi, so độ rõ. Đi lại trong phòng tối thì cẩn thận vật cản, có người lớn đi kèm với trẻ nhỏ.
Nếu bạn thấy khả năng nhìn ban đêm giảm rõ so với trước, hay thấy chấm đen, chớp sáng bất thường, hãy đi khám mắt. Bài này nói về mắt khoẻ mạnh bình thường, không thay cho lời bác sĩ.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao nhìn thẳng thì sao mờ biến mất?
Khi nhìn thẳng, ánh sáng rơi vào hố trung tâm của võng mạc, nơi gần như chỉ có tế bào nón, loại cần nhiều ánh sáng. Ngôi sao quá mờ để tế bào nón phản ứng nên mắt không thấy. Liếc sang bên, ánh sáng rơi vào vùng nhiều tế bào que nhạy hơn nên sao hiện ra.
Nên nhìn lệch bao nhiêu độ?
Thường khoảng 8–15 độ khỏi vật, tương đương một nắm tay khi duỗi thẳng tay. Mật độ tế bào que cao nhất ở khoảng 15–20 độ. Mỗi người nên thử vài hướng để tìm góc hợp với mình.
Mắt cần bao lâu để quen bóng tối?
Tế bào nón hồi phục trong vài phút, còn tế bào que cần khoảng 20–30 phút để gần đạt độ nhạy cao nhất. Một lần nhìn đèn trắng sáng có thể làm mất phần lớn thời gian chờ đó.
Vì sao người xem sao dùng đèn đỏ?
Tế bào que gần như không nhạy với ánh sáng đỏ đậm, nên đèn đỏ mờ cho phép đọc bản đồ mà không phá thích nghi bóng tối. Đèn đỏ vẫn phải để thật mờ, quá sáng vẫn gây chói.
Vì sao ban đêm không nhìn thấy màu sắc rõ?
Trong bóng tối, mắt chủ yếu dùng tế bào que, loại chỉ có một sắc tố nên không phân biệt màu. Vì thế cảnh vật dưới ánh trăng trông xám bạc, và hầu hết các ngôi sao trông trắng.