Восходящая над домами или деревьями Луна часто выглядит гораздо крупнее, чем высоко в ночном небе. Однако её видимый угловой размер в течение одной ночи почти не меняется. Специалисты NASA объясняют этот эффект особенностями человеческого восприятия, а не увеличивающим действием земной атмосферы.
Почему глаз видит большую Луну, хотя её размер почти тот же
Когда Луна находится близко к линии горизонта, рядом с ней в поле зрения появляются здания, деревья и горы. На таком фоне лунный диск может казаться необычайно большим. Высоко в небе ориентиров меньше, и впечатление меняется. Этот известный эффект получил название лунной иллюзии.
Проверить его можно с помощью двух фотографий, снятых с одинаковым фокусным расстоянием и без изменения масштаба. На одном снимке Луна должна быть низко над горизонтом, на другом — высоко над ним. Если сравнить ширину диска в кадре, заметной разницы, соответствующей впечатлению от наблюдения, не обнаружится. По данным NASA, близко к горизонту атмосферное преломление может даже немного сплющивать диск по вертикали.
При чём здесь мозг и окружающий пейзаж
Одна из гипотез связывает иллюзию с тем, как мозг оценивает размеры объектов на разных расстояниях. Линия горизонта и предметы на переднем плане могут создавать дополнительные подсказки о пространстве. В результате один и тот же угловой размер воспринимается по-разному. В качестве близкого примера специалисты приводят иллюзию Понцо, при которой одинаковые отрезки кажутся неодинаковыми на фоне сходящихся линий.
Но это объяснение нельзя считать окончательным. NASA отмечает, что астронавты наблюдали лунную иллюзию и на орбите, где привычных земных объектов переднего плана нет. Следовательно, одной перспективой и сравнением с деревьями или зданиями явление не исчерпывается. Полного научного объяснения механизма иллюзии пока нет.
Почему у горизонта Луна ещё и меняет цвет
В отличие от кажущегося увеличения, изменение оттенка связано с реальными оптическими процессами в атмосфере. Когда Луна низко, её свет проходит через более длинный слой воздуха, прежде чем попасть к наблюдателю. Коротковолновая голубая составляющая рассеивается сильнее, поэтому диск может выглядеть желтоватым, оранжевым или красноватым. Пыль и аэрозоли способны усиливать этот эффект.
Иногда в фотографиях Луна выглядит непропорционально большой рядом с городскими зданиями. Часто такой кадр сделан длиннофокусным объективом, который изменяет соотношение видимых размеров дальних и ближних объектов в изображении. Это фотографический приём, а не доказательство того, что лунный диск действительно вырос. Оценивать размеры по одной эффектной фотографии без сведений о съёмке неправильно.
Как самостоятельно проверить лунную иллюзию
Для простого наблюдения достаточно посмотреть на Луну при восходе и позже, когда она поднимется выше, сравнивая её с одним и тем же предметом на вытянутой руке. Более точный способ — сделать фотографии с фиксированными настройками объектива. Важно не менять цифровое увеличение и не обрезать снимки по-разному. Подробное описание опыта опубликовано в материале NASA о лунной иллюзии.
Наблюдение за Луной показывает, что зрительное впечатление не всегда совпадает с геометрическими размерами объекта. Само явление известно давно, но точная причина его возникновения продолжает изучаться. При этом разницу между иллюзией размера и изменением цвета лунного диска можно объяснить уже сейчас.