Hvor langt kan det menneskelige øje se?

Vi kan se støvet på den sorte kommode, skibet i horisonten og Karlsvognen på nattehimlen. Vi kan se mange ting i forskellig afstand omkring os, men hvad bestemmer, hvor langt vi kan se? Det vil en læser gerne vide.

»Jeg har tænkt over, hvor langt man egentlig kan se? Hvis man sidder og kigger ud over havet, hvor langt skal man så flytte sig, før man står under skyerne, man ser længst væk? Er det ens syn, Jordens krumning eller noget helt tredje, som afgør, hvor langt man kan se?« spørger Lærke Smidt Work i en mail til Spørg Videnskaben.

Vi har spottet to øjen-eksperter og en astrofysiker, som hver vil give os deres svar på det gode spørgsmål.

To af øjets kvaliteter

Inden vi stirrer os blinde på horisonten, er vi dog lige nødt til at forstå to af betingelserne, for at vi overhovedet kan se. En af de vigtigste faktorer er noget så simpelt som lys.

»Hvis man har en lyskilde, der er tilstrækkeligt stor, så er det nok til, at vi kan se. Når man rykker en lyskilde med en given intensitet længere væk, så bliver lyset svagere, men pointen er, at man kan se lys uendeligt langt væk,« forklarer Toke Bek, der er klinisk professor ved Institut for Klinisk Medicin – Øjenafdelingen på Aarhus Universitet.

Men lys er ikke nok. Øjet skal også kunne stille skarpt og se i en høj opløsning, hvis vi skal få noget meningsfuldt ud af det, vi ser.

»En anden vigtig ting er opløsningen – det vil sige evnen til at skelne to ting fra hinanden. Når du skal læse, så kan dine øjne skelne mellem bogstavernes form og baggrunden. Det bestemmes i høj grad af synsvinklen, hvor skarpt du kan se. Hvis du tager bogen længere og længere væk, så bliver det sværere og sværere at stille skarpt, fordi vinklen bliver mindre,« siger Toke Bek.

Jordens krumning stopper synet

Nu, hvor vi har nogle af øjets vigtigste kvaliteter på plads, retter vi blikket mod havet. Hvis man spejder ud over Vesterhavet, stopper blikket der, hvor himmel og hav smelter sammen. Men hvor langt væk er det så lige?

Svaret afhænger af, hvor højt over havets overflade man er. Hans Kjeldsen, der er professor ved Institut for Fysik og Astronomi, forklarer, at man nemt kan beregne afstanden ud til horisonten.

»Afstanden til horisonten afhænger af den højde over havoverfladen, man befinder sig på,« siger han og forklarer følgende formel, som man kan bruge, hvis man vil måle afstanden til horisonten.

a = Afstanden man er i stand til at se målt i meter.

h = Den højde over havoverfladen man befinder sig målt i meter.

Formlen er a=3.600 meter x √h, og med den giver Hans Kjeldsen nogle eksempler på, hvor langt der er til horisonten fra forskellige punkter.

• Hvis man befinder sig 1 centimeter over havoverfladen, så giver det en afstand på 360 meter til horisonten.
  
• Hvis man befinder sig 2 meter over havoverfladen, så giver det en afstand på 5 kilometer.
  
• Himmelbjerget er 147 meter højt, fra det kan man se en afstand på 43 kilometer.
  
• Mont Blanc i Alperne er 4.810 meter højt, det giver en afstand på 248 kilometer.
  
• Mount Everest er 8.848 meter højt, og fra det kan man se 336 kilometer væk.
  
• Horisonten set fra en rumstation i knap 400 kilometers højde vil være omkring 2.000 km borte.

Du kan se fra Vejrhøj til Mols Bjerge

Overlæge Michael Larsen kommer med nogle andre eksempler fra de indre danske farvande.

»Hvis vejret er klart, kan man se langt hen over havet, hvor der er frit udsyn. Herhjemme kan man for eksempel se helt fra Vejrhøj på Sjælland til Mols Bjerge, som ligger 70 kilometer væk over havet,« siger Michael Larsen, der er professor og overlæge ved Øjenafdelingen på Glostrup Hospital og Københavns Universitet.

Vejrhøj på Sjælland og Mols Bjerge på Djursland er henholdsvis 121 meter og 137 meter over havets overflade, hvilket gør det nemmere at se langt.

»Et andet godt blik over havet får man på toppen af Møns Klint, hvor man se 56 kilometer over Østersøen til klinterne på den tyske ø Rygen. Det, der imidlertid sætter grænsen for, hvor langt man kan se over havet i Danmark, er højden på landskabet omkring os. De fleste fjerntliggende punkter på vore kanter ligger simpelthen under horisonten og kan ikke ses på grund af jordoverfladens krumning,« forklarer Michael Larsen.

Artiklen fortsætter efter afstemningsboksen

Lyskilder kan ses meget langt væk

Hvis vi i stedet for at betragte havet vender blikket mod himlen, så kan vi se meget længere.

De fleste kan tydeligt se Karlsvognen, når dens syv stjerner glimter, og hvis du kan se stjernerne, kan du se meget langt, forklarer en overlæge.

»Kan man se stjernerne på himlen, så kan man også se Andromedagalaksen 2,5 millioner lysår herfra. En fjern lyskilde skal blot være tilstrækkelig lysstærk, så kan man se den, uanset hvor lille den er,« siger Michael Larsen.

Han forklarer, at et menneskeligt øje kan registrere en enkelt lyspartikel, også kaldet en foton, men det betyder ikke, at øjet med få lyspartikler kan se detaljer – der skal mere lys til.

»Stjernerne udsender et lys, som vi kan se, men det betyder ikke, at vi får et detaljeret billede af en stjerne. Det er blot en prik på himlen,« siger han.

Vinklen er vigtigere end afstanden

Vi kan altså se ret langt væk, når vi kigger op mod himlen. Men der er en væsentlig faktor, som spiller ind, hvis vi skal være i stand til at adskille to stjerner fra hinanden på nattehimlen – nemlig vinklen.

»Stjernerne i vores stjernebilleder er uendeligt langt borte, men det forhindrer os ikke i at se dem. Begrænsningen ligger derimod i vinkelseparationen mellem objekter og deres enkelte dele. Kriteriet for, om man for eksempel kan skelne to punkter fra hinanden, er, at de er adskilt af en vinkel på mindst ét bueminut, hvilket svarer til en tresindstyvendedel af én grad. Længdeafstanden er altså ligegyldig, det er vinkelafstanden, der tæller,« forklarer Michael Larsen.

To stjerner skal altså være adskilt med mindst ét bueminut, hvis en person med et normalt syn skal være i stand til at skelne to stjerner fra hinanden. Hvis vinklen mellem to stjerner er mindre, vil de blot fremstå som en enkelt stjerne for øjet. Det betyder også, at folk med synsfejl eller lignende har svært ved at skille for eksempel to stjerner fra hinanden.

»Hvis man er nærsynet eller langsynet, så påvirker det afstanden, hvor stor en afstand, man er i stand til at se skarpt. Man kan stadig se lys på himlen, men stjernerne vil tværes ud, og der skal være længere afstand mellem dem, før de kan skilles ad. Nogle mennesker kan kun se Månen og Solen,« siger Michael Larsen.

Stjernerne blev brugt som synstest i gamle dage

Hvis man kun kan se Solen og Månen, så trænger man højst sandsynligt til briller. For at finde ud af hvor godt eller dårligt ens syn er, kan man tage en synstest hos sin lokale optiker.

Men hvordan tjekkede man i gamle dage, om man havde et syn som en falk eller en muldvarp? Man brugte selvfølgelig stjernerne, men ikke hvilke som helst stjerner.

Karlsvognen var særligt god til at teste folks syn, da den i 'knækket' på stangen har en stjerne med en lille stjerne ved siden af. Hvis man dengang var i stand til at se begge stjerner, så blev man anset for at have et godt syn.

»Blandt Nordamerikas indianere blev Karlsvognens stjerner brugt som en prøve. Syv sten blev lagt på jorden, så de forestillede Karlsvognen. En ung mand, som ønskede at blive jæger, skulle lægge den ottende sten på Alcors plads. Hvis han kunne klare det, bestod han prøven. Hans syn var så skarpt, at han kunne blive en dygtig jæger,« skriver Tycho Brahe Planetarium på deres hjemmeside.

Nu har vi kigget nærmere på øjnene, og der er altså ikke ét svar på, hvor langt vi kan spejde, da flere faktorer har afgørende betydning.

Vi siger tak for det fine spørgsmål til Lærke Smidt Work og sender en Videnskab.dk T-shirt, som hun kan kigge beundrende på.

Skulle du selv undre dig over stort eller småt, som du gerne vil have forskerne til at give dig svar på, så tøv ikke med at sende dit spørgsmål til sv@videnskab.dk eller via formularen videnskab.dk/sv.