Iluze Měsíce ( "lunární iluze" ) - optická iluze , která spočívá v tom, že se Měsíc nízko nad obzorem zdá být několikanásobně větší, než když je vysoko na obloze (blízko zenitu ). Ve skutečnosti je úhlová velikost Měsíce prakticky nezávislá na jeho výšce nad obzorem. Iluze vzniká i při pozorování Slunce a souhvězdí . Důkazy o jevu se dochovaly od starověku a byly zaznamenány v různých pramenech lidské kultury (například v kronikách ). V současné době existuje několik různých teorií, které tuto iluzi vysvětlují.
Existuje rozšířená mylná představa, která se datuje přinejmenším do doby Aristotela ( 4. století př. n. l. ), že větší velikost Měsíce blízko obzoru je způsobena nárůstem zemské atmosféry . Ve skutečnosti astronomická refrakce blízko horizontu naopak mírně zmenšuje pozorovanou vertikální velikost Měsíce a neovlivňuje horizontální velikost. Výsledkem je, že měsíční disk blízko obzoru je vidět zploštělý.
Existuje ještě jeden faktor, díky kterému je úhlová velikost Měsíce blízko obzoru o něco menší , než když je za zenitem. S pohybem Měsíce od zenitu k obzoru se vzdálenost od něj k pozorovateli zvětšuje o hodnotu zemského poloměru a jeho zdánlivá velikost se zmenšuje o 1,7 %.
Úhlová velikost Měsíce se navíc mírně mění v závislosti na jeho poloze na oběžné dráze. Protože jeho oběžná dráha je znatelně prodloužená, v perigeu (bod oběžné dráhy nejblíže Zemi) je úhlová velikost Měsíce 33,5 obloukových minut a v apogeu je o 12 % menší (29,43 obloukových minut) [1] [2 ] . Tyto drobné změny nesouvisejí se zjevným mnohonásobným nárůstem Měsíce blízko obzoru: jde o chybu vnímání. Teodolitová měření a fotografie Měsíce v různých výškách nad obzorem [3] vykazují konstantní velikost, asi půl stupně a projekce měsíčního kotouče na sítnici pouhým okem pozorovatele má vždy velikost asi 0,15 mm.
Nejjednodušší způsob, jak demonstrovat iluzorní povahu efektu, je držet malý předmět (např. minci) na délku paže a přitom zakrývat jedno oko. Porovnáním velikosti objektu s velkým měsícem blízko obzoru a malým měsícem vysoko na obloze je vidět, že relativní velikost se nemění. Můžete si také vyrobit trubku z listu papíru a dívat se přes ni pouze na Měsíc, bez okolních předmětů - iluze zmizí.
Velikost předmětu, který vidíme, lze určit buď jeho úhlovou velikostí (úhel, který svírají paprsky vstupující do oka od okrajů předmětu), nebo fyzickou velikostí (skutečná velikost, například v metrech). Tyto dva pojmy se liší z pohledu lidského vnímání. Například úhlové rozměry dvou stejných objektů umístěných ve vzdálenosti 5 a 10 metrů od pozorovatele se liší téměř dvakrát, nicméně zpravidla se nám nezdá, že by byl nejbližší objekt dvakrát větší. Naopak, pokud má vzdálenější objekt stejnou úhlovou velikost jako bližší, budeme jej vnímat jako dvakrát větší ( Emmertův zákon ).
V tuto chvíli nepanuje shoda v tom, zda se Měsíc v blízkosti horizontu jeví větší – kvůli větší vnímané úhlové velikosti nebo kvůli větší vnímané fyzické velikosti, tedy zda se zdá být bližší nebo zvětšený.
Obecně platí, že úplné vysvětlení tohoto rysu lidského vnímání stále neexistuje. V roce 2002 Helen Ross a Cornelis Plag publikovali The Riddle of the Lunar Illusion [4] , ve kterém po zvážení různých teorií dospěli k závěru: "Žádná teorie nezvítězila." Ke stejnému rozhodnutí dospěli i autoři sbírky "Moon Illusion" vydané v roce 1989 pod vedením M. Hershensona [5] .
Existuje mnoho různých teorií k vysvětlení iluze měsíce. Níže jsou uvedeny pouze ty hlavní.
Ve 40. letech Boring (1943; Holway & Boring, 1940; Taylor & Boring, 1942) a v 90. letech Suzuki (1991, 1998) navrhli vysvětlení měsíční iluze, podle níž zdánlivá velikost Měsíce závisí na stupeň konvergence očí pozorovatele. To znamená, že iluze Měsíce je výsledkem nárůstu impulsů ke sbližování očí, které se objevují v pozorovateli, když se dívá nahoru (aby se podíval na Měsíc v zenitu ), a oči samotné mají tendenci se rozcházet . Protože konvergence očí je jedním z charakteristických znaků blízkosti objektu, zdá se pozorovateli, že objekt vysoko na obloze je menší.
V jednom experimentu Holway a Boring (1940) požádali subjekty, aby porovnali svou vnímanou velikost Měsíce s jedním ze světelných disků promítaných na obrazovku vedle nich. V první sérii experimentu subjekty seděly na židli. Při pozorování Měsíce v blízkosti obzoru (na úrovni očí pozorovatele) zvolili disk, který byl mnohem větší než ten, který zvolili při pozorování Měsíce v zenitu (zvednutí očí pod úhlem 30°). Ve druhé sérii zkoumané osoby sledovaly měsíc vleže na stole. Když leželi na zádech a dívali se na Měsíc v jeho zenitu, nebo když byli nuceni zaklonit hlavy dozadu a zvednout oči, aby viděli Měsíc na obzoru z polohy vleže, výsledky byly opačné. Měsíc blízko obzoru se jim zdál menší než Měsíc v zenitu.
Odpůrci této hypotézy tvrdí, že iluze zvětšeného Měsíce rychle mizí se vzrůstající výškou svítidla nad obzorem, kdy ještě nevzniká potřeba zahodit hlavu a zvednout oči.
Teorii zdánlivé odlehlosti poprvé popsal Cleomedes kolem roku 200 našeho letopočtu. E. Teorie naznačuje, že Měsíc na obzoru vypadá větší než Měsíc na obloze kvůli skutečnosti, že se jeví dále. Lidský mozek nevidí oblohu jako polokouli, kterou ve skutečnosti je, ale jako zploštělou kopuli. Při sledování mraků, ptáků a letadel člověk vidí, že se s přibližováním k horizontu zmenšují. Na rozdíl od pozemských objektů má Měsíc v blízkosti horizontu přibližně stejný zdánlivý úhlový průměr jako v zenitu , ale lidský mozek se snaží kompenzovat perspektivní zkreslení a předpokládá, že měsíční kotouč musí být fyzicky větší.
Experimenty provedené v roce 1962 Kaufmanem a Rockem (Kaufman & Rock) [6] ukázaly, že vizuální orientační body jsou důležitým faktorem při vytváření iluze (viz Ponzova iluze ). Měsíc blízko obzoru je na konci sledu krajinných objektů , stromů a budov, což mozku říká o jeho velké odlehlosti. Jak jsou orientační body odstraněny z dohledu, velký Měsíc se zmenšuje.
Odpůrci této teorie poukazují na přítomnost iluze i při pozorování hvězdy přes tmavý světelný filtr, kdy jsou objekty, které ji obklopují, k nerozeznání.
Podle teorie relativní velikosti závisí vnímaná velikost nejen na velikosti na sítnici, ale také na velikosti dalších objektů v zorném poli , které současně pozorujeme. Při pozorování Měsíce blízko obzoru vidíme nejen Měsíc, ale i další objekty, vůči nimž se nám družice Země zdá větší, než ve skutečnosti je. Když je Měsíc na obloze, díky obrovské rozloze oblohy vypadá menší.
Tento efekt prokázal psycholog Hermann Ebbinghaus . Kruh obklopený malými kruhy představuje Měsíc na obzoru a okolní malé objekty (stromy, sloupy atd.), zatímco kruh obklopený většími objekty představuje Měsíc na obloze. Zatímco oba středové kruhy jsou stejně velké, mnoho lidí si myslí, že pravý kruh je na obrázku větší. Každý si tento efekt může ověřit tím, že z místnosti vynese nějaký velký předmět (například stůl) na dvůr. V otevřeném prostoru bude vypadat zřetelně menší než v interiéru.
Odpůrci této teorie poukazují na to, že tuto iluzi pozorují i piloti letadel, ačkoliv v jejich zorném poli nejsou žádné pozemní objekty.
Podle této teorie může měsíční iluze vzniknout díky tomu, že lidský mozek nebeskou sféru vnímá jako trojrozměrný objekt, ale jako její projekci do roviny. Vzhledem k tomu, že astronomická pozorování se nejčastěji provádějí ve svislé poloze, je touto rovinou povrch válce s podstavou stojící na horizontu (jeho osa prochází pozorovatelem a zenitem). Intuitivně se očekává, že čím výše je objekt nad horizontem, tím větší by měla být jeho projekce na povrch pomyslného válce (jak se to děje s Grónskem v Mercatorově projekci ). V případě Měsíce se však jeho úhlová velikost nemění, takže to mozek interpretuje jako zmenšování pozorované velikosti Měsíce se vzdáleností od obzoru. Jako potvrzení této teorie můžete použít známou techniku k překonání lunární iluze – dívat se na Měsíc na obzoru nohama vzhůru nohama. Dalším způsobem, jak otestovat teorii kartografického vnímání, je pozorování Měsíce vleže na zemi. Zároveň je ale důležité, aby Měsíc na obzoru byl za korunou pozorovatele, jinak se při otočení hlavy opět začnou na povrch válce promítat nebeská tělesa.
Speciálně navržené experimenty [7] umožnily kvantitativně porovnat vliv různých faktorů navržených k vysvětlení iluze. Zejména zvednutí hlavy pozorovatele (teorie o úloze konvergence oka) ovlivňuje změnu velikosti, ale velmi slabě (zdánlivá změna velikosti je 1,04krát), změnu barvy nebo jasu měsíčního disku. prakticky neovlivňuje zdánlivou velikost a přítomnost horizontu nebo jeho optického modelu (teorie zdánlivé vzdálenosti a relativní velikosti) vede ke zjevné změně velikosti disku faktorem 1,3–1,6 a přesné množství změn závisí na vlastnostech krajiny.
| Měsíc | ||
|---|---|---|
| Zvláštnosti | ||
| Orbita Měsíce | ||
| Povrch | ||
| Selénologie | ||
| Studie | ||
| jiný | ||