Ta oaza u pustinji samo je trik zraka i svjetla.
U Head Trip, PopSci istražuje odnos između naših mozgova, naših osjetila i čudnih stvari koje se događaju između.
SVI SMO TO VIDJELI u filmovima i crtićima. Netko luta vrućom pustinjom danima i odjednom, niotkuda, nekoliko stotina metara ispred njega se materijalizira sjenovita, vodena oaza. S ono malo snage što im je preostalo, trče prema obećanju olakšanja od svojih intenzivna žeđ, samo da bi bili jako razočarani kada vizija nestane dok oni dosegnu njezinu percipiranu mjesto.
Fatamorgane nisu tako čudesne niti sa živopisnim detaljima u stvarnom životu. Umjesto toga, to su optičke iluzije koje nastaju iz dvije različite gustoće zraka koji lome svjetlost na različite načine, objašnjava Bryce St. Clair, optometrist sa Sveučilišta Johns Hopkins. Zbog nesrazmjerne temperaturne razlike između tla i atmosfere iznad, najvjerojatnije ćete vidjeti fatamorganu nad užarenim površinama, poput pustinjskog pijeska, autoceste ili nogostupa. (Iako ako su uvjeti temperature zraka ispravni, teoretski biste mogli vidjeti fatamorganu bilo gdje.)
“Razgovarajmo o onom stereotipnom koji možete pronaći u pustinji. Pijesak odaje puno topline, pa je zrak iznad njega izuzetno vruć, a samim time i manje gustoće”, kaže St. Clair. “Kako se [zrak] diže, postaje hladniji i mijenja gustoću. To je sučelje između te dvije različite gustoće zraka koje stvara optičku iluziju. U osnovi, svjetlost se lomi na drugačiji način.”
Fatamorgana nastaje kada svjetlost s neba krivuda prema gore prema hladnijem zraku i čini se da dolazi s tla. Mi percipiramo ovu virtualnu sliku, dijelom, zbog kuta loma i indeks loma svjetlosti, ili mjerenje savijajuće zrake svjetlosti dok prolazi kroz različite medije. Svjetlost putuje ravnom linijom kada se kreće kroz jedan medij jednolike gustoće, poput hladnoće ili samo vrući zrak, ali svjetlost mijenja svoj kut kada prolazi između dva različita medija gustoće. Savijanje koje se događa na granici između vrućeg i hladnog zraka stvara vodenastu sliku koju opažamo.
Razmislite o jednoj od najčešćih fatamorgana - lokvi na vrućem kolniku. Kada vozač promatra navodni bazen vode iz kuta gotovo paralelnog s horizontom, svjetlost se savija prema gore u njegove oči. Površina između toplog i hladnog zraka funkcionira kao ogledalo za lomljenu svjetlost, koja najčešće reflektira nebo, što rezultira iluzijom vode na cesti. (Fenomen također može rezultirati refleksijom stvarnih objekata u daljini.)
Miraže djeluju samo kada je gledatelj daleko od prednje strane između vrućeg i hladnog zraka. Na primjeru s prometnicom, kako se vozač približava početno uočenoj lokaciji lokve, ona nestaje i čini se da je ponovno stotinama metara ispred. "Kada ste daleko, kut koji zaklapate s površinom granice toplog i hladnog zraka je vrlo plitka,” kaže Peter Tse, profesor psihologije i znanosti o mozgu na Dartmouthu Sveučilište. Kako se približavate, ili ako se popnete na brdo, „glava vam je iznad te granice. A taj kut je prevelik da bi se dobio odraz.”
Iako možda želimo razmišljati o fatamorgani kao o grešci u ljudskoj vizualnoj obradi, taj se fenomen smatra istinitim optička varka jer se u potpunosti može objasniti promjenama u vanjskom svijetu—u ovom slučaju, svojstvima svjetlo.
“Kada vidite lice u oblacima, to je iluzija zbog načina na koji vaš mozak radi”, kaže Tse. "Ali fatamorgane nisu posljedica vašeg mozga - one su posljedica fizike svjetlosti."
Da bismo se prilagodili ovom optičkom fenomenu, morali bismo imati redovite interakcije s fatamorganama. Na primjer, kada gledate kroz prozor, možete uočiti, prepoznati i razumjeti da su vani i odraz sobe iza vas različiti prizori.
“Naši mozgovi mogu to shvatiti dijelom zato što smo bili u interakciji sa staklom, svijetom i može pomicati glavu s jedne na drugu stranu”, kaže Arthur Shapiro, profesor na Američkom sveučilištu i urednik od Oxfordski kompendij vizualnih iluzija. "Možemo vidjeti različite objekte koji se kreću na različitim ravninama."
Iako naš mozak ne stvara svaku iluziju koju vidimo, ako mu se pruži prilika za interakciju s iluzijama često bi naši sustavi vizualne obrade mogli razviti sposobnost prilagodbe za neobičnosti koje opažamo. S obzirom da se ne susrećemo s fatamorganama tako često kao stakleni prozori, vjerojatnost da će naš mozak ispraviti takvu sliku dok je obrađuje nisko je, posebno s obzirom na to da je vodenasta vizija koju opažamo prilično slična onome što bismo vidjeli da je na cesti lokva.
No, ako provedete dovoljno vremena pekući se na pijesku, vaš bi mozak mogao smisliti način da prevlada i ovu iluziju. Toliko je moćan.
Ispravak (16. veljače 2023.):Peter Tse je profesor na Dartmouth Collegeu, a ne na Sveučilištu Dartmouth.
Čitaj više PopSci+ priče.
