Jesteś tutaj

Iluzja ciągle niewyjaśniona

  • Księżyc
    Księżyc w pełni
  • Księżycowa sekwencja zdjęć wykonanych co 2.5 minuty nad Seattle przez Shay Stephens (źródło: apod.nasa.gov)

Może zauważyliście kiedyś, że Księżyc obserwowany nisko nad horyzontem jest większy, niż gdy znajduje się wysoko na niebie. Okazuje się, że wbrew temu, co widzimy, Księżyc wcale nie zmienia rozmiaru, a nasza obserwajca jest wynikiem tak zwanej iluzji księżycowej.

Widziana przez człowieka średnica Księżyca w pełni, tuż nad horyzontem, może być nawet dwa razy większa niż, gdy znajduje się on wysoko na niebie. Aby przekonać się, że to wzrok płata nam figle, wystarczy “zmierzyć” średnicę Srebrnego Globu na dwóch różnych wysokościach nad horyzontem, używając do tego np. kartki papieru, trzymanej w odległości wyciągniętego ramienia. Zmierzony w ten sposób rozmiar księżycowej tarczy, na różnych wysokościach, okaże się taki sam. Co ciekawe, takie samo zjawisko zaobserwujemy również dla Słońca, czy gwiazdozbiorów.

Może to ta atmosfera?

Iluzja ta, znana już w starożytności, początkowo tłumaczona była na sposób fizyczny.  Arystoteles twierdził, że większy Księżyc spowodowany jest powiększającym efektem atmosfery. Nie jest to prawdą, bo różnic wielkości Księżyca nie widać np. na fotografiach:

 

Księżycowa sekwencja (Źródło: http://apod.nasa.gov/apod/ap020130.html)

 

Atmosfera może wpływać na kolor i w niewielkim stopniu na wymiar pionowy (ugięcie promieni w atmosferze - refrakcja atmosferyczna), jednak nie tłumaczy to symetrycznych zmian wymiarów obserwowanych w przypadku iluzji księżycowej.

Poza tym, “niski Księżyc” powinien być mniejszy, a nie większy, bo przecież jest od nas dalej (o dodatkową odległość, wynikającą z miejsca obserwacji na Kuli Ziemskiej i równą mniej więcej promieniowi Ziemi). Jakie są więc wytłumaczenia tego tajemniczego zjawiska?

Pozory mylą, a może wielkość jednak robi różnicę?

Pierwsza teoria wyjaśniająca zjawisko, to teoria odległości pozornej. Według niej, jeśli  dwa obiekty wywołują w naszym oku taką samą odpowiedź, większy wydaje się być ten, znajdujący się dalej (choć tak naprawdę nie jest). Złudzenie to najlepiej obrazuje tzw. iluzja Ponzo, odkryta na początku XX wieku przez włoskiego psychologa.

 

Iluzja Ponzo (źródło: Wikimedia)

Tutaj jednak pojawia się problem. Aby teoria działała, Księżyc nad horyzontem powinien wydawać się obserwatorowi bardziej oddalony niż ten nad głową. Badania pokazują jednak, że tylko nieliczna grupa osób tak twierdzi.

Kolejna teoria skupia się na tym, że nad horyzontem Księżyc najczęściej obserwowany jest wraz z innymi elementami krajobrazu – drzewami, domami. W takiej sytuacji można mieć do czynienia ze względnością rozmiaru, co dobrze ilustruje iluzja Ebbinghausa.

Iluzja Ebbinghausa (źródło: Wikimedia)

 

Eksperymenty z tą iluzją, pokazują jednak, że wzrost wymiarów wynosi z reguły ok. 10%, podczas gdy są tacy obserwatorzy, którym “niski Księżyc” wydaje się nawet dwa razy większy. Na dodatek, piloci latający na dużych wysokościach, również obserwują iluzję księżycową – bez żadnych obiektów na pierwszym planie. Co więc wprowadza ich w błąd?

Wszystko spłaszczamy

Teorii jest więcej. Kolejna z nich bazuje na tym, że człowiek ma tendencję do spłaszczania nieba. Widzimy je, nie jako część sfery, lecz jako jej spłaszczony fragment. Przez to obiekty nad naszymi głowami wydają się być mniejsze, niż te nad horyzontem – ładnie rozrysowano to np. tutaj:

Spłaszczone niebo (źródło: www.wiw.pl)

 

Zgodnie z tą teorią „spłaszczonego nieba”, obiekty nad nami widzimy jako mniejsze, a te na horyzoncie (gdzie spłaszczenie niejako „nie działa”) postrzegamy jako większe. Ponownie, jednak pojawia się problem, niepostrzegania przez obserwatorów “niskiego Księżyca” jako bardziej oddalonego (ten sam problem, co przy teorii z iluzją Ponzo).

 

Świeże fakty

Najnowsza teoria zostało ogłoszona 12 stycznia 2013 roku przez Antonidesa i Kubotę (streszczenie artykułu). Zgodnie z nią, nasz mózg ocenia odległość na dwa sposoby. Pierwszy związany jest z widzeniem stereoskopowym. Polega ono na odbieraniu, niewiele różniących się od siebie obrazów z każdego oka i ocenianiu odległości do widzianych obiektów, na podstawie drobnych różnic w tych obrazach.

Drugi sposób wiąże się z niejako wbudowanym sposobem postrzegania świata. Zgodnie z nim, niebo oddalone jest od obserwatora o konkretną, skończoną odległość, a Księżyc, Słońce itd. znajdują się przed nim (bliżej nas).

Wykorzystywanie przez nasz mózg opisanych powyżej dwóch sposobów oceny odległości, wywołuje w nim sprzeczność. Według standardowego modelu postrzegania, Księżyc jest bliżej niż niebo. Natomiast mechanizm widzenia stereoskopowego wysyła sygnał, że wcale tak nie jest. Według badaczy, iluzja księżycowa to efekt prób radzenia sobie przez nasz mózg ze sprzecznością jakiej doświadcza, przy pomocy zniekształcania obrazu Księżyca.

Warto byłoby więc sprawdzić jak iluzję księżycową odbierają osoby nie widzące stereoskopowo. Ciągle aktualne jest też pytanie, czemu odwrócenie głowy i spojrzenie z pozycji “do góry nogami” powoduje zniknięcie iluzji. To chyba nie koniec pytań, więc Księżyc nadal płata nam figle.

Więcej do poczytania:

Zachęcamy do własnych obserwacji!!!

  • Obrazek użytkownika Sokoołka
    O autorze:

    Ania Sokulska

    Redaktorka fiztaszków spod znaku FizArt
    Jest fizykiem z wykształcenia, ale przede wszystkim spostrzegawczym obserwatorem. O to właśnie w tym wielkim barze (zwanym również światem) chodzi, żeby na ladzie umieć dostrzec fiztaszki i cieszyć się ich rozgryzaniem.

Komentarze

Obrazek użytkownika Darek

Jeżeli to tylko wina naszego postrzegania to moim zdaniem można to łatwo sprawdzić. Cykamy zdjęcie księżyca u góry i przy ziemi i mierzymy jego średnicę na zdjęciach, jeżeli jest ta sama to problem tkwi w naszym postrzeganiu. Co o tym myślicie?

Obrazek użytkownika Spaghetti

"Nie jest to prawdą, bo różnic wielkości Księżyca nie widać np. na fotografiach"

Obrazek użytkownika asas

Darek, a czytałeś ten tekst?

Dodaj komentarz