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

Translator: Khanh Lam Huynh Reviewer: Nguyễn Huệ Anh

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

Vào cuối những năm 1600, Isaac Newton đã tiến hành một loạt

that broke the two most fundamental rules of eye safety—

các thí nghiệm phá vỡ hai quy tắc cơ bản nhất về an toàn mắt -

in one, he stared at the sun,

một lần, ông nhìn chằm chằm vào mặt trời,

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

và trong lần khác, ông cắm một cây kim dưới nhãn cầu của mình.

Newton was hoping to better understand the lights and colors

Newton hy vọng hiểu rõ hơn về ánh sáng và màu sắc

that sometimes appear when your eyes are closed.

thường xuất hiện khi bạn nhắm mắt lại.

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

Nếu bạn đã từng ngồi quanh lửa trại vào buổi tối hoặc, không giống như Newton,

unintentionally glanced at the sun,

vô tình ngước nhìn lên mặt trời,

you may have noticed illuminated patterns briefly dance along your vision

bạn có thể nhìn thấy các hoa văn lấp lánh nhảy múa chốc lát trong tầm nhìn của bạn

before fading into darkness.

trước khi mờ dần vào bóng tối.

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

Vậy làm thế nào để những ảo ảnh thị giác hay được gọi là dư ảnh được hình thành?

Inside the retina, specialized cells called photoreceptors

Bên trong võng mạc, các tế bào chuyên biệt gọi là tế bào cảm quang

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

tiếp nhận ánh sáng và biến nó thành tín hiệu mà não có thể hiểu được.

Photoreceptors contain thousands of molecules called photopigments,

Các tế bào cảm quang chứa hàng nghìn phân tử được gọi là quang sắc tố,

which are sensitive to particular colors.

nhạy cảm với các màu cụ thể.

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

Khi một photon ánh sáng chạm vào một sắc tố, một phần cấu trúc của quang sắc tố,

known as chromophore,

gọi là chromophore,

absorbs the energy by temporarily altering its molecular structure

sẽ hấp thụ năng lượng bằng cách tạm thời thay đổi cấu trúc phân tử của nó

in a process called bleaching.

trong một quá trình gọi là tẩy trắng.

This reconfiguration induces a cascade of chemical reactions

Việc tái cấu hình này gây ra một loạt các phản ứng hóa học

that route an electrical pulse to the brain.

định tuyến xung điện đến não.

And once your brain assembles the signals

Và khi não của bạn tập hợp các tín hiệu

from approximately 200 million photoreceptor cells,

từ khoảng 200 triệu tế bào cảm quang,

you see an image.

bạn sẽ thấy một hình ảnh.

So how does this lead to an afterimage?

Vậy làm sao để dẫn đến một dư ảnh?

Scientists aren't quite sure,

Các nhà khoa học không chắc chắn,

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

nhưng một lý thuyết hàng đầu cho rằng các thụ thể ánh sáng có thể là nguyên nhân.

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

Nhìn một thứ rực rỡ khiến nhiều sắc tố trong các tế bào cảm quang bị tẩy trắng.

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

Ở trạng thái này, các quang sắc tố không thể hấp thụ ánh sáng tốt và cần tái tạo.

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

Tuy nhiên, người ta tin rằng các tế bào cảm quang trong giây lát tiếp tục

and to send signals to the brain,

kích hoạt và gửi tín hiệu đến não,

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

biến ngọn lửa trại cháy thành một mô hình rực rỡ khi bạn nhắm mắt lại.

This is known as a positive afterimage.

Đây được gọi là dư ảnh tích cực.

Positive afterimages normally fade within a few seconds,

Dư ảnh tích cực thường mờ dần trong vòng vài giây,

and, under certain conditions,

và dưới một số điều kiện nhất định

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

có thể được thay thế bằng cái được gọi là dư ảnh tiêu cực.

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

Các màu ban đầu dường như được hoán đổi thành phần bổ sung gần đúng của chúng:

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

xanh lam với vàng, đỏ với lục lam, xanh lá cây với đỏ tía.

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

Nếu bạn tập trung nhìn bức ảnh rực rỡ có một bông hoa màu xanh lá trên nền màu vàng

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

sau đó liếc nhìn sang vào màn hình trắng hoặc nhắm mắt lại,

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

bạn sẽ thấy một dư ảnh tiêu cực của một bông hoa đỏ tía trên nền xanh.

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

Các nhà khoa học vẫn đang nghiên cứu để tìm hiểu nguồn gốc của dư ảnh tiêu cực,

and there are multiple theories.

và có nhiều giả thuyết.

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

Một số bằng chứng cho thấy nguồn gốc nằm ở các lớp tế bào thần kinh

in the retina called ganglion cells,

trong võng mạc được gọi là tế bào hạch,

while other research implicates deeper processing in the brain.

trong khi các nghiên cứu khác liên về quá trình xử lý sâu hơn trong não.

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

Một giả thuyết khác cho rằng nguồn gốc nằm ở các tế bào cảm quang.

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

Ý tưởng là một số tế bào sẽ được kích hoạt nếu chúng ta nhìn một màu

such as green— is viewed.

nhất định, ví dụ màu xanh lá cây

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

Trong khi đó, các tế bào khác vốn được kích hoạt khi nhìn thấy màu đỏ -

green’s complement— are then left deactivated.

màu bổ sung của xanh lá - lại bị ức chế

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

Nhưng nếu bạn nhìn chằm chằm vào một hình ảnh màu xanh lá trong thời gian dài,

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

người ta cho rằng trong khi các tế bào xanh được kích hoạt trở nên mệt mỏi,

the red cells are still sensitive to input.

các tế bào hồng cầu vẫn nhạy cảm với tín hiệu đầu vào.

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

Kết quả là, khi bạn nhìn đi chỗ khác hoặc nhắm mắt lại,

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

Các tế bào hồng cầu đối nghịch hoạt động mạnh hơn các tế bào xanh lá

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

đã mệt tạo ra cảm nhận về một màu gần với màu sắc bổ sung của màu ban đầu.

But scientists still don’t know for sure.

Nhưng các nhà khoa học vẫn không biết chắc

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

Và còn một ảo giác thị giác kỳ lạ không liên quan đến ánh sáng hay nhìn chằm chằm.

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

Chỉ dụi mắt, hoặc giống như Newton, không khôn ngoan khi đâm vào phía sau mắt.

can generate the brief appearance of lights and colors.

có thể tạo ra sự xuất hiện ngắn ngủi của ánh sáng và màu sắc.

These are known as pressure phosphenes.

Chúng được gọi là đom đóm mắt do áp lực.

Newton hypothesized that the colorful circles of light

Newton đưa ra giả thuyết rằng các vòng tròn ánh sáng

were caused by the physical bending of his retina.

đầy màu sắc là do sự uốn cong vật lý của võng mạc của ông.

Today, some scientists believe that pressure phosphenes

Ngày nay, một số nhà khoa học tin rằng đom đóm mắt do áp lự

are indeed the result of distortion—

thực sự là kết quả của sự biến dạng -

that rubbing or poking your eyes physically stretches neurons,

việc dụi hoặc chọc mắt của bạn làm căng các tế bào thần kinh,

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

làm cong các tế bào cảm quang và kích thích chúng hoạt động.

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

Nhưng một lần nữa, khoa học về đom đóm mắt chưa được giải quyết xong, và có

and there are other ways they can form.

những cách khác mà chúng có thể hình thành

For example, during procedures where magnetic pulses are sent

Ví dụ, trong các quy trình mà xung từ được gửi

into specific parts of the brain,

vào các bộ phận cụ thể của não,

some people, including those with certain types of blindness,

một số người, bao gồm cả những người mắc một số loại mù nhất định,

report seeing flashes of light.

báo cáo nhìn thấy những tia sáng lóe lên.

And astronauts, traveling where few others have gone before,

Và các phi hành gia, du hành đến những nơi ít ai từng đặt chân đến,

often describe seeing similar effects when exposed to cosmic radiation

thường mô tả nhìn thấy những hiệu ứng tương tự khi tiếp xúc với bức xạ vũ trụ

from the Sun and other stars.

từ Mặt trời và các ngôi sao khác.