Các nhà khoa học cuối cùng đã giải mã được bí ẩn về một ảo ảnh thị giác từng được Galileo phát hiện lần đầu tiên cách đây 400 năm.

Nếu nhìn trực tiếp bằng mắt thường, sao Kim (trái) trông to hơn sao Mộc, trái ngược hẳn với thực tế. Ảnh: Getty Images

Chuyên gia vật lý, thiên văn lừng danh người Italia Galileo (1564 – 1642) từng vô cùng bối rối khi nhận thấy diện mạo của các hành tinh trên bầu trời thay đổi tùy thuộc vào việc người quan sát bằng mắt thường hay bằng kính viễn vọng.

Điều khiến ông khó hiểu là, nếu quan sát trực tiếp bằng mắt thường, các hành tinh dường như “giãn nở” và có “quầng hào quang sáng chói”, khiến sao Kim trông lớn hơn sao Mộc từ 8 – 10 lần, nhưng hiện tượng này không còn xảy ra nếu chúng ta quan sát bằng kính viễn vọng. Trong thực tế, sao Mộc to gấp 4 lần sao Kim.

Galileo nhận định, hiện tượng có thể là một dạng ảo ảnh về kích thước do mắt người tạo ra, nhưng ông không biết tại sao hay quá trình này diễn ra như thế nào. Ông viết: “Hoặc vì ánh sáng của chúng bị khúc xạ trong độ ẩm bao phủ cả con ngươi, hoặc bởi vì nó được phản xạ từ các gờ của mí mắt và những tia phản xạ này được khuếch tán qua con ngươi hoặc vì một lí do nào đó khác”.

Các thế hệ nhà khoa học tiếp sau Galileo tiếp tục cho rằng, ảo giác là do sự mờ mờ, không rõ nét hoặc những hiệu ứng quang học tương tự gây ra. Tuy nhiên, dù sự mờ ảo có thể bóp méo kích thước, nhưng nó không thể lí giải nguyên nhân khiến sao Kim trông lớn hơn sao Mộc khi nhìn bằng mắt thường.

Nhà vật lý thiên thể người Đức, thế kỷ 19 Hermann von Helmholtz từng tiến gần hơn tới sự thật khi ông gọi đây là hiện tượng “ảo giác chiếu sáng”, bắt nguồn từ cảm giác của chúng ta về vật thể, chứ không phải vì quá trình quang học của mắt.

Dẫu vậy, mãi tới nay, nhà nghiên cứu Jens Kremkow và các cộng sự đến từ Trường Nhãn khoa, Đại học New York (Mỹ) mới chính thức giải mã được hiện tượng một cách thuyết phục. Theo báo cáo nghiên cứu vừa đăng tải trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Science, đây là một ảo ảnh thị giác bắt nguồn từ cách đôi mắt của chúng ta quan sát thế giới.

Nhóm của ông Alonso đã sử dụng các điện cực để ghi lại những tín hiệu điện từ các tế bào thần kinh trong vùng não phụ trách thị giác của người, mèo và khỉ bị gây mê, khi những đối tượng này được cho xem các hình dạng tối trên một nền sáng, các hình dạng sáng trên một nền tối, hoặc các hình dạng sáng hay tối trên nền màu xám.

Kết quả cho thấy, các điểm màu trắng trên một nền màu đen trông to hơn các điểm màu đen cùng kích thước trên một nền trắng, và các hành tinh tỏa sáng của Galileo không thực sự lớn như chúng có thể trông như vậy khi quan sát bằng mắt thường. Hiệu ứng này cũng giúp lí giải tại sao, chúng ta cảm thấy đọc chữ đen trên nền trắng dễ dàng hơn chữ trắng trên nền đen.

Thông qua việc lần theo hiệu ứng từ cách các tế bào thần kinh được sắp đặt và kết nối với nhau trong võng mạc và não bộ, nhóm nghiên cứu khám phá ra rằng, ảo ảnh có khả năng bắt nguồn từ chính các tế bào cảm quang của đôi mắt.