What are those colors you see when you rub your eyes? - Paul CJ Taylor

Translator: shirin etebar Reviewer: Sadegh Vahdati Nia

In the late 1600s, Isaac Newton conducted a series of experiments

در اواخر دهه ۱۶۰۰، آیزاک نیوتون یک سری از آزمایش‌ها را رهبری کرد

that broke the two most fundamental rules of eye safety—

که دو اصل ایمنی چشم را شکست -

in one, he stared at the sun,

اول، او به خورشید خیره شد

and in the other he stuck a needle under his eyeball.

و دوم اینکه سوزنی زیر چشمش فرو کرد.

Newton was hoping to better understand the lights and colors

نیوتون به امید این بود که فهم بهتری از نورها و رنگ‌هایی پیدا کند

that sometimes appear when your eyes are closed.

که بعضی اوقات هنگام بسته بودن چشم‌هایتان ظاهر می‌شوند.

If you've ever sat around an evening campfire or, unlike Newton,

اگر حتی یک روز اطراف آتش اردوگاهی نشسته باشید یا برخلاف نیوتون،

unintentionally glanced at the sun,

ناخواسته چشمتان به خورشید افتاده باشد،

you may have noticed illuminated patterns briefly dance along your vision

ممکن است متوجه شده باشید که الگوهای نورانی قبل از محو شدن در تاریکی

before fading into darkness.

به طور خلاصه در امتداد دید شما می‌رقصند.

So how do these visual illusions, known as afterimages, form?

پس چطور این توهمات بصری، معروف به پس‌تصویر، شکل می‌گیرند؟

Inside the retina, specialized cells called photoreceptors

درون شبکیه چشم، سلول‌هایی اختصاصی به نام گیرنده‌های نوری

take in light and turn it into a signal the brain can understand.

نور را جذب کرده و آن را به سیگنال‌های قابل فهم برای مغز تبدیل می‌کنند.

Photoreceptors contain thousands of molecules called photopigments,

گیرنده‌های نوری شامل هزاران مولکول به نام رنگدانه‌های نوری هستند

which are sensitive to particular colors.

که به رنگ‌های خاصی حساسند.

When a light-photon strikes a pigment, part of the photopigment’s structure,

وقتی که یک نور یا فوتون به رنگدانه برخورد می‌کند، بخشی از ساختار فوتوپیگمنت

known as chromophore,

بنام کروموفور،

absorbs the energy by temporarily altering its molecular structure

انرژی را با تغییر موقت ساختار مولکولی آن

in a process called bleaching.

در فرآیندی به نام بلیچینگ(رنگ‌بری) جذب می‌کند.

This reconfiguration induces a cascade of chemical reactions

این پیکربندی مجدد باعث ایجاد آبشاری از واکنش‌های شیمیایی می‌شود

that route an electrical pulse to the brain.

که یک موج الکتریکی را به مغز هدایت می‌کند.

And once your brain assembles the signals

به محض اینکه مغزتان این سیگنال‌ها را

from approximately 200 million photoreceptor cells,

از حدود ۲۰۰ میلیون سلول گیرنده نوری جمع کرد،

you see an image.

شما یک تصویر خواهید دید.

So how does this lead to an afterimage?

پس چطور به پس‌تصویر می‌رسیم؟

Scientists aren't quite sure,

دانشمندان مطمئن نیستند

but a leading theory suggests that photoreceptors may be to blame.

اما یک نظریه پیشگام پیشنهاد می‌دهد که ممکن است اشکال از گیرنده‌های نوری باشد.

Looking at something bright causes many pigments in a photoreceptor to bleach.

نگاه کردن به چیزی روشن باعث سفید شدن رنگدانه‌های زیادی در گیرنده نور می‌شود.

In this state, photopigments can't absorb light well and need to regenerate.

در این حالت، رنگدانه‌ها نمی‌توانند نور را به درستی جذب کنند و باید احیا شوند.

However, it's believed that photoreceptor cells momentarily continue to fire

اگرچه بر این باورند که سلول‌های گیرنده نوری به طور لحظه‌ای

and to send signals to the brain,

به ارسال سیگنال‌ها به مغز ادامه می‌دهند

transforming the blazing campfire to a bright pattern as you close your eyes.

و وقتی چشمان خود را می‌بندید، آتشِ فروزانِ اردوگاه را به یک الگوی روشن تبدیل می‌کنند.

This is known as a positive afterimage.

این به پس‌تصویر مثبت معروف است.

Positive afterimages normally fade within a few seconds,

پس‌تصویر مثبت به طور معمول بعد از چند ثانیه محو خواهد شد،

and, under certain conditions,

و در شرایطی خاص،

can be replaced by what is known as a negative afterimage.

ممکن است با چیزی بنام پس‌تصویر منفی جایگزین شود.

The original colors appear to be swapped for their approximate complement:

طوری که به نظر می‌رسد رنگ‌های اصلی با مکمل مقابل خود جایگزین شده‌اند:

blue with yellow, red with cyan, green with magenta.

آبی با زرد، قرمز با فیروزه‌ای، سبز با سرخابی.

If you fixate on a bright image of a green flower on a yellow background,

اگر روی یک تصویر روشن از گلی سبز در پس‌زمینه زرد تمرکز می‌کنید،

then glance at a white screen, or close your eyes,

سپس به یک صفحه سفید نگاه کنید، یا چشمانتان را ببندید،

you will see a negative afterimage of a magenta flower on a blue background.

پس‌تصویری منفی از یک گل سرخابی را در زمینه آبی خواهید دید.

Scientists are still working to understand the origins of negative afterimages,

دانشمندان هنوز هم در حال تحقیق برای فهم بهتر منشا این پس‌تصویرهای منفی هستند

and there are multiple theories.

و فرضیه‌های زیادی هم وجود دارد.

Some evidence suggests the source lies in the layers of neuronal cells

برخی مشاهدات پیشنهاد می‌دهند که منشا در لایه‌های سلول‌های عصبی شبکیه

in the retina called ganglion cells,

بنام سلول‌های گانگلیونی نهفته است،

while other research implicates deeper processing in the brain.

در حالی که تحقیقات دیگر بر پردازش عمیق‌تر در مغز دلالت دارند.

Another theory suggests the source lies, again, in the photoreceptors.

نظریه دیگری نشان می‌دهد که منبع، دوباره در گیرنده‌های نور نهفته است.

The idea is that certain cells are activated if one color—

ایده این است که سلول‌های خاصی با مشاهده یک رنگ -

such as green— is viewed.

مانند سبز- فعال می‌شوند.

Meanwhile, other cells that are normally activated by viewing red—

در همین حال، سلول‌های دیگری که معمولاً با مشاهده قرمز -

green’s complement— are then left deactivated.

مکمل سبز - فعال می‌شوند، غیرفعال خواهند شد.

But if you stare at a green image for an extended period of time,

اما اگر برای مدت طولانی به یک تصویر سبز خیره شوید،

it's thought that while the activated green cells become fatigued,

تصور می‌شود که در حین اینکه سلول‌های سبزِ فعال‌شده خسته می‌شوند،

the red cells are still sensitive to input.

گلبول‌های قرمز هنوز به ورودی حساس هستند.

As a result, when you look away or close your eyes,

در نتیجه، زمانی که نگاهتان را برمی‌گردانید و چشمانتان را می‌بندید،

the opposing red cells are momentarily more active than the tired green cells,

به طور لحظه‌ای، سلول‌های قرمز مخالف فعال‌تر از سلول‌های سبز خسته هستند

creating the perception of a color that is close to the original color’s complement.

و فهم رنگی را ایجاد می‌کنند که نزدیک به مکمل رنگ اصلی است.

But scientists still don’t know for sure.

اما دانشمندان هنوز مطمئن نیستند.

And yet another puzzling visual illusion involves no light or staring at all.

و باز هم یک توهم بصری گیج‌کننده دیگر شامل هیچ نور یا خیره شدنی نیست.

Simply rubbing, or like Newton, inadvisably stabbing behind your eye

مالش دادن ساده، یا مانند نیوتن، ضربه زدن ناخواسته به پشت چشم

can generate the brief appearance of lights and colors.

می‌تواند ظاهر مختصری از نورها و رنگ‌ها ایجاد کند.

These are known as pressure phosphenes.

اینها بنام پدیده فُسفِن فشاری (نورانگاری) شناخته می‌شوند.

Newton hypothesized that the colorful circles of light

نیوتن فرض کرد که دایره‌های رنگارنگ نور

were caused by the physical bending of his retina.

ناشی از خمیدگی فیزیکی شبکیه چشم او هستند.

Today, some scientists believe that pressure phosphenes

امروزه، برخی از دانشمندان بر این باورند که فسفن‌های فشاری

are indeed the result of distortion—

در واقع نتیجه تحریف هستند –

that rubbing or poking your eyes physically stretches neurons,

که مالش یا فشار دادن چشم‌های شما از نظر فیزیکی نورون‌ها را کشیده،

bending the photoreceptors out of shape and causing them to fire.

گیرنده‌های نوری را از شکل خارج کرده و باعث فعالیت آن‌ها می‌شود.

But again, the science of phosphenes is far from settled,

اما باز هم، دانش فسفن‌ها هنوز حل نشده است

and there are other ways they can form.

و راه‌های دیگری نیز برای تشکیل آنها وجود دارد.

For example, during procedures where magnetic pulses are sent

مثلا در طی مراحلی که موج‌های مغناطیسی به بخش‌های خاصی

into specific parts of the brain,

از مغز فرستاده می‌شود،

some people, including those with certain types of blindness,

برخی از افراد، از جمله کسانی که دارای انواع خاصی از نابینایی هستند،

report seeing flashes of light.

گزارش می‌دهند که بارقه‌های نور می‌بینند.

And astronauts, traveling where few others have gone before,

و فضانوردانی که به جایی سفر می‌کنند که افراد کمی قبلاً رفته‌اند،

often describe seeing similar effects when exposed to cosmic radiation

اغلب توصیف می‌کنند که اثرات مشابهی را هنگام قرار گرفتن در معرض تشعشعات کیهانی

from the Sun and other stars.

از خورشید و سایر ستارگان مشاهده کرده‌اند.