Luna all'orizzonte. Perché la Luna appare più grande all'orizzonte? Estratto che descrive L'illusione della luna

Prova dell'illusione

Un malinteso diffuso, risalente almeno ai tempi di Aristotele (IV secolo a.C.), è che le maggiori dimensioni della Luna all'orizzonte siano dovute a un effetto di ingrandimento creato dall'atmosfera terrestre. Tuttavia, la rifrazione astronomica all’orizzonte riduce solo leggermente la dimensione osservata, rendendo la Luna leggermente appiattita lungo l’asse verticale.

Attualmente non c'è consenso sul fatto se la Luna appaia più grande all'orizzonte a causa di una dimensione angolare percepita maggiore o di una dimensione fisica percepita maggiore, cioè se appaia più vicina o più grande.

In generale, non esiste ancora una spiegazione completa di questa caratteristica della percezione umana. Nel 2002, Helen Ross e Cornelis Plug pubblicarono un libro, Il mistero dell’illusione della luna, in cui, dopo aver considerato varie teorie, conclusero: “Nessuna teoria ha vinto”. Alla stessa decisione sono giunti gli autori della raccolta “Moon Illusion”, pubblicata nel 1989 sotto la direzione di M. Hershenson.

Esistono molte teorie diverse per spiegare l'illusione della luna. Di seguito vengono elencate solo le principali.

Teoria sul ruolo della convergenza oculare

Negli anni Quaranta, Boring (1943; Holway & Boring, 1940; Taylor & Boring, 1942) e negli anni Novanta, Suzuki (1991, 1998) proposero una spiegazione per l'illusione della Luna, secondo la quale la dimensione apparente della Luna dipende da il grado di convergenza degli occhi dell'osservatore. Cioè, l'illusione della Luna è il risultato di maggiori impulsi verso la convergenza degli occhi che sorgono nell'osservatore quando alza lo sguardo (per guardare la Luna al suo zenit), e gli occhi stessi tendono a divergere. Poiché la convergenza degli occhi è un segno di vicinanza dell'oggetto, un oggetto alto nel cielo appare più piccolo all'osservatore.

In un esperimento, Holway e Boring (1940) chiesero ai soggetti di confrontare la dimensione percepita della Luna con quella di un disco di luce proiettato su uno schermo accanto a loro. Nella prima serie dell'esperimento, i soggetti si sedevano su una sedia. Osservando la Luna vicino all'orizzonte (all'altezza degli occhi dell'osservatore), scelsero un disco di dimensioni significativamente più grandi di quello selezionato osservando la Luna al suo zenit (alzando gli occhi con un angolo di 30°). Nella seconda serie, i soggetti osservavano la Luna stando sdraiati su un tavolo. Quando si sdraiavano sulla schiena e guardavano la Luna al suo zenit, o quando erano costretti a gettare indietro la testa e guardare in alto per vedere la Luna all’orizzonte da una posizione supina, i risultati erano l’opposto. La Luna vicino all'orizzonte sembrava loro più piccola della Luna allo zenit.

Gli oppositori di questa ipotesi sostengono che l'illusione di una Luna ingrandita svanisce rapidamente con l'aumento dell'altezza del luminare sopra l'orizzonte, quando non si presenta ancora la necessità di gettare indietro la testa e alzare gli occhi.

La teoria della distanza apparente

La teoria della distanza apparente fu descritta per la prima volta da Cleomede intorno al 200 d.C. e. La teoria suggerisce che la Luna vicino all’orizzonte appare più grande della Luna nel cielo perché appare più lontana. Il cervello umano vede il cielo non come un emisfero, come in realtà è, ma come una cupola oblata. Guardando nuvole, uccelli e aeroplani, una persona vede che diminuiscono man mano che si avvicinano all'orizzonte. A differenza degli oggetti terrestri, la Luna, quando è vicina all'orizzonte, ha all'incirca lo stesso diametro angolare apparente dello zenit, ma il cervello umano cerca di compensare le distorsioni prospettiche e presuppone che il disco lunare debba essere fisicamente più grande.

Gli esperimenti condotti nel 1962 da Kaufman & Rock hanno dimostrato che i segnali visivi sono un fattore significativo nella creazione di un'illusione (vedi Illusione di Ponzo). La luna all'orizzonte appare alla fine di una sequenza di oggetti del paesaggio, alberi ed edifici, che comunica al cervello che è molto lontana. Man mano che i punti di riferimento si allontanano dal campo visivo, la Luna, apparentemente grande, diventa più piccola.

Gli oppositori di questa teoria sottolineano la presenza di un'illusione anche quando si osserva il luminare attraverso un filtro scuro, quando gli oggetti che lo circondano sono indistinguibili.

Teoria della dimensione relativa

Secondo la teoria della dimensione relativa, la dimensione percepita non dipende solo dalla dimensione della retina, ma anche dalle dimensioni di altri oggetti nel campo visivo che osserviamo contemporaneamente. Osservando la Luna vicino all’orizzonte, vediamo non solo la Luna, ma anche altri oggetti, sullo sfondo dei quali il satellite della Terra appare più grande di quanto non sia in realtà. Quando la Luna è nel cielo, le vaste distese del cielo la fanno sembrare più piccola.

Questo effetto è stato dimostrato dallo psicologo Hermann Ebbinghaus. Il cerchio circondato da piccoli cerchi rappresenta la Luna all'orizzonte e piccoli oggetti che la circondano (alberi, pali, ecc.), mentre il cerchio circondato da oggetti più grandi rappresenta la Luna nel cielo. Anche se entrambi i cerchi centrali hanno la stessa dimensione, molte persone pensano che il cerchio destro nella foto sia più grande. Chiunque può testare questo effetto portando un oggetto di grandi dimensioni (ad esempio un tavolo) fuori dalla stanza nel cortile. In uno spazio aperto sembrerà chiaramente più piccolo che in un ambiente chiuso.

Gli oppositori di questa teoria sottolineano che anche i piloti di aerei osservano questa illusione, sebbene non ci siano oggetti terrestri nel loro campo visivo.

Confronto quantitativo di diverse teorie basate su dati sperimentali

Sono consentiti esperimenti appositamente progettati quantitativamente confrontare l'influenza dei vari fattori proposti per spiegare l'illusione. In particolare, sollevamento della testa dell'osservatore(la teoria sul ruolo della convergenza degli occhi) influenza il cambiamento di dimensione, ma molto debolmente (il cambiamento apparente di dimensione è 1,04 volte), il cambiamento colori O luminosità il disco lunare non ha praticamente alcun effetto sulla dimensione apparente, e presenza di una linea dell'orizzonte oppure il suo modello ottico (la teoria della distanza apparente e della dimensione relativa) porta ad un cambiamento apparente nella dimensione del disco di 1,3 - 1,6 volte, e l'esatta entità del cambiamento dipende dalle caratteristiche del paesaggio.

Note

Collegamenti

• NASA - Illusione del Solstizio della Luna (inglese)
• Immagine astronomica del giorno (inglese) (26 settembre 2007). Estratto il 9 dicembre 2012.
• L'illusione della luna, un mistero irrisolto. (Inglese)
• Spiegazione dell'illusione della luna

Luna
Peculiarità
Orbita
Superficie
Selenologia
Studio
Altro

Fondazione Wikimedia.

Probabilmente hai notato che quando la Luna piena "siede" all'orizzonte, appare molto più grande, una volta e mezza più grande, di quando si alza in alto nel cielo. Lo stesso fenomeno si verifica osservando il Sole, i pianeti e le costellazioni. Tuttavia, se misuri le dimensioni angolari della Luna all'orizzonte e in alto nel cielo, questi valori coincideranno: le sue proiezioni sulla retina in entrambi i casi saranno uguali. Si scopre che le dimensioni della Luna alta e bassa sono le stesse, ma il nostro cervello le percepisce in modo diverso. Perché sta succedendo questo?

L'illusione della Luna ha sempre suscitato grande interesse e molti scienziati hanno cercato di spiegarla.

Si potrebbe pensare che ciò sia dovuto ai cambiamenti nella dimensione angolare della Luna in diversi punti della sua orbita. Come sappiamo, l'orbita lunare ha la forma di un'ellisse, il che significa che essendo al perigeo (il punto dell'orbita più vicino alla Terra ~ 364.000 km), la Luna aumenta leggermente le sue dimensioni angolari, e di conseguenza essendo all'apogeo ( il punto più lontano dell'orbita ~ 406.000 km), le sue dimensioni angolari sono minori. La differenza percentuale tra le distanze all'apogeo e al perigeo è in media del 10%.

Ma anche questo insignificante 10% non può spiegare perché la Luna ci appare enorme all’orizzonte. Le dimensioni angolari della Luna piena oscillano tra 0,6 gradi (al perigeo) e 0,5 gradi (all'apogeo), ma questa differenza si verificherà entro il mese, e non durante la notte, in cui sorge la Luna.

In effetti, la dimensione del disco lunare sopra l'orizzonte è inferiore dell'1,5% rispetto al cielo, poiché la distanza dall'osservatore è maggiore di 1 raggio terrestre. Inoltre, a causa della rifrazione atmosferica, la dimensione della Luna lungo l'asse verticale diminuisce.

Esistono molte teorie diverse che spiegano l'illusione della luna, ma gli scienziati non sono riusciti a raggiungere un consenso. Le seguenti spiegazioni ci sembrano le più plausibili:

1) L'“illusione di Ponzo”, dal nome di Mario Ponzo, che la dimostrò nel 1913, dice che una persona giudica la dimensione di un oggetto dal suo sfondo. Ponzo ha disegnato due segmenti identici sullo sfondo di due linee convergenti, come un binario ferroviario che si estende in lontananza. Ponzo ha disegnato due segmenti identici sullo sfondo dell'immagine di un binario ferroviario che si estende in lontananza. La sezione superiore appare più grande perché si sovrappone ai binari, a differenza della sezione inferiore, che si trova tra i binari. Allo stesso modo, quando la Luna è bassa, gli alberi e le case appaiono più piccoli rispetto alla Luna, che a sua volta appare più grande di quanto non sia in realtà.

2) Secondo la teoria delle dimensioni relative, la dimensione percepita dipende non solo dalla dimensione sulla retina, ma anche dalle dimensioni di altri oggetti nel campo visivo che osserviamo contemporaneamente. Osservando la Luna vicino all’orizzonte, vediamo non solo la Luna, ma anche altri oggetti, sullo sfondo dei quali il satellite della Terra appare più grande di quanto non sia in realtà. Quando la Luna è nel cielo, le vaste distese del cielo la fanno sembrare più piccola.

Questo effetto è stato dimostrato dallo psicologo Hermann Ebbinghaus. Il cerchio circondato da piccoli cerchi rappresenta la Luna all'orizzonte e piccoli oggetti che la circondano (alberi, pali, ecc.), mentre il cerchio circondato da oggetti più grandi rappresenta la Luna nel cielo. Anche se entrambi i cerchi centrali hanno la stessa dimensione, molte persone pensano che il cerchio destro nella foto sia più grande.

Il modo più semplice per dissipare l'illusione dell'effetto è tenere un piccolo oggetto (ad esempio una moneta) a distanza di un braccio, chiudendo un occhio. Confrontando le dimensioni di un oggetto con una grande Luna vicino all'orizzonte e una piccola Luna nel cielo, puoi vedere che la dimensione relativa non cambia. Puoi anche creare una pipa da un foglio di carta e guardare attraverso di essa solo la Luna, senza oggetti circostanti: l'illusione scomparirà.

Quindi non lasciarti ingannare quando altri sostengono che la luna piena oggi è troppo grande. Basta ammirare lo splendido paesaggio con la Luna che sorge all'orizzonte!

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). Infatti, la dimensione angolare della Luna è praticamente indipendente dalla sua altezza sull'orizzonte. L'illusione si verifica anche osservando il Sole e le costellazioni. Le prove del fenomeno sono state conservate fin dall'antichità e registrate in varie fonti della cultura umana (ad esempio, nelle cronache). Attualmente esistono diverse teorie per spiegare questa illusione.

Prova dell'illusione

Un malinteso diffuso, risalente almeno ai tempi di Aristotele (IV secolo a.C.), è che la maggiore dimensione della Luna all'orizzonte sia dovuta all'ingrandimento creato dall'atmosfera terrestre. Infatti, la rifrazione astronomica all'orizzonte, al contrario, riduce leggermente la dimensione verticale osservata della Luna e non influisce sulla dimensione orizzontale. Di conseguenza, il disco lunare vicino all’orizzonte appare appiattito.

C'è un altro fattore per cui la dimensione angolare della Luna vicino all'orizzonte è leggermente meno rispetto a quando è al suo apice. Quando la Luna si sposta dallo zenit all'orizzonte, la sua distanza dall'osservatore aumenta del valore del raggio terrestre e la sua dimensione apparente diminuisce dell'1,7%.

Inoltre, la dimensione angolare della Luna varia leggermente a seconda della sua posizione in orbita. Poiché la sua orbita è notevolmente allungata, al perigeo (il punto dell'orbita più vicino alla Terra), la dimensione angolare della Luna è di 33,5 minuti d'arco e all'apogeo è più piccola del 12% (29,43 minuti d'arco). Questi piccoli cambiamenti non sono legati all'apparente ingrandimento multiplo della Luna all'orizzonte: rappresentano un errore percettivo. Le misurazioni con il teodolite e le fotografie della Luna a varie altezze sull'orizzonte mostrano una dimensione costante, circa mezzo grado, e la proiezione del disco lunare sulla retina ad occhio nudo dell'osservatore ha sempre una dimensione di circa 0,15 mm.

Il modo più semplice per dimostrare la natura illusoria dell'effetto è tenere un piccolo oggetto (ad esempio una moneta) a distanza di un braccio, chiudendo un occhio. Confrontando le dimensioni di un oggetto con una grande Luna vicino all'orizzonte e una piccola Luna alta nel cielo, puoi vedere che la dimensione relativa non cambia. Puoi anche creare una pipa da un foglio di carta e guardare attraverso di essa solo la Luna, senza oggetti circostanti: l'illusione scomparirà.

Possibili spiegazioni per l'illusione

La dimensione di un oggetto che vediamo può essere determinata sia attraverso la sua dimensione angolare (l'angolo formato dai raggi che entrano nell'occhio dai bordi dell'oggetto) sia attraverso la sua dimensione fisica (dimensione reale, ad esempio in metri). Questi due concetti sono diversi dal punto di vista della percezione umana. Ad esempio, le dimensioni angolari di due oggetti identici posti a una distanza di 5 e 10 metri dall'osservatore differiscono di quasi due volte, tuttavia, di regola, non ci sembra che l'oggetto più vicino sia due volte più grande. Viceversa, se un oggetto più distante ha la stessa dimensione angolare di uno più vicino, lo percepiremo due volte più grande (legge di Emmert).

Attualmente non c'è consenso sul fatto se la Luna appaia più grande all'orizzonte a causa della sua maggiore dimensione angolare percepita o della sua maggiore dimensione fisica percepita, cioè se appaia più vicina o più grande.

In generale, non esiste ancora una spiegazione completa di questa caratteristica della percezione umana. Nel 2002, Helen Ross e Cornelis Plug pubblicarono un libro, Il mistero dell’illusione della luna, in cui, dopo aver considerato varie teorie, conclusero: “Nessuna teoria ha vinto”. Alla stessa decisione sono giunti gli autori della raccolta “Moon Illusion”, pubblicata nel 1989 sotto la direzione di M. Hershenson.

Esistono molte teorie diverse per spiegare l'illusione della luna. Di seguito vengono elencate solo le principali.

Teoria sul ruolo della convergenza oculare

Negli anni Quaranta, Boring (1943; Holway & Boring, 1940; Taylor & Boring, 1942) e negli anni Novanta, Suzuki (1991, 1998) proposero una spiegazione per l'illusione della Luna, secondo la quale la dimensione apparente della Luna dipende da il grado di convergenza degli occhi dell'osservatore. Cioè, l'illusione della Luna è il risultato di maggiori impulsi verso la convergenza degli occhi che sorgono nell'osservatore quando alza lo sguardo (per guardare la Luna al suo zenit), e gli occhi stessi tendono a divergere. Poiché la convergenza degli occhi è un segno di vicinanza dell'oggetto, un oggetto alto nel cielo appare più piccolo all'osservatore.

In un esperimento, Holway e Boring (1940) chiesero ai soggetti di confrontare la dimensione percepita della Luna con quella di un disco di luce proiettato su uno schermo accanto a loro. Nella prima serie dell'esperimento, i soggetti si sedevano su una sedia. Osservando la Luna vicino all'orizzonte (all'altezza degli occhi dell'osservatore), scelsero un disco di dimensioni significativamente più grandi di quello selezionato osservando la Luna al suo zenit (alzando gli occhi con un angolo di 30°). Nella seconda serie, i soggetti osservavano la Luna stando sdraiati su un tavolo. Quando si sdraiavano sulla schiena e guardavano la Luna al suo zenit, o quando erano costretti a gettare indietro la testa e guardare in alto per vedere la Luna all’orizzonte da una posizione supina, i risultati erano l’opposto. La Luna vicino all'orizzonte sembrava loro più piccola della Luna allo zenit.

Gli oppositori di questa ipotesi sostengono che l'illusione di una Luna ingrandita svanisce rapidamente con l'aumento dell'altezza del luminare sopra l'orizzonte, quando non si presenta ancora la necessità di gettare indietro la testa e alzare gli occhi.

La teoria della distanza apparente

La teoria della distanza apparente fu descritta per la prima volta da Cleomede intorno al 200 d.C. e. La teoria suggerisce che la Luna vicino all’orizzonte appare più grande della Luna nel cielo perché appare più lontana. Il cervello umano vede il cielo non come un emisfero, come in realtà è, ma come una cupola oblata. Guardando nuvole, uccelli e aeroplani, una persona vede che diminuiscono man mano che si avvicinano all'orizzonte. A differenza degli oggetti terrestri, la Luna, quando è vicina all'orizzonte, ha all'incirca lo stesso diametro angolare apparente dello zenit, ma il cervello umano cerca di compensare le distorsioni prospettiche e presuppone che il disco lunare debba essere fisicamente più grande.

Gli esperimenti condotti nel 1962 da Kaufman & Rock hanno dimostrato che i segnali visivi sono un fattore significativo nella creazione di un'illusione (vedi Illusione di Ponzo). La luna all'orizzonte appare alla fine di una sequenza di oggetti del paesaggio, alberi ed edifici, che comunica al cervello che è molto lontana. Man mano che i punti di riferimento si allontanano dal campo visivo, la Luna, apparentemente grande, diventa più piccola.

Gli oppositori di questa teoria sottolineano la presenza di un'illusione anche quando si osserva il luminare attraverso un filtro scuro, quando gli oggetti che lo circondano sono indistinguibili.

Teoria della dimensione relativa

Secondo la teoria della dimensione relativa, la dimensione percepita non dipende solo dalla dimensione della retina, ma anche dalle dimensioni di altri oggetti nel campo visivo che osserviamo contemporaneamente. Osservando la Luna vicino all’orizzonte, vediamo non solo la Luna, ma anche altri oggetti, sullo sfondo dei quali il satellite della Terra appare più grande di quanto non sia in realtà. Quando la Luna è nel cielo, le vaste distese del cielo la fanno sembrare più piccola.

Questo effetto è stato dimostrato dallo psicologo Hermann Ebbinghaus. Il cerchio circondato da piccoli cerchi rappresenta la Luna all'orizzonte e piccoli oggetti che la circondano (alberi, pali, ecc.), mentre il cerchio circondato da oggetti più grandi rappresenta la Luna nel cielo. Anche se entrambi i cerchi centrali hanno la stessa dimensione, molte persone pensano che il cerchio destro nella foto sia più grande. Chiunque può testare questo effetto portando un oggetto di grandi dimensioni (ad esempio un tavolo) fuori dalla stanza nel cortile. In uno spazio aperto sembrerà chiaramente più piccolo che in un ambiente chiuso.

Gli oppositori di questa teoria sottolineano che anche i piloti di aerei osservano questa illusione, sebbene non ci siano oggetti terrestri nel loro campo visivo.

Confronto quantitativo di diverse teorie basate su dati sperimentali

Sono consentiti esperimenti appositamente progettati quantitativamente confrontare l'influenza dei vari fattori proposti per spiegare l'illusione. In particolare, alzando la testa dell'osservatore(la teoria sul ruolo della convergenza degli occhi) influenza il cambiamento di dimensione, ma molto debolmente (il cambiamento apparente di dimensione è 1,04 volte), il cambiamento colori O luminosità il disco lunare non ha praticamente alcun effetto sulla dimensione apparente, e presenza di una linea dell'orizzonte oppure il suo modello ottico (la teoria della distanza apparente e della dimensione relativa) porta ad un cambiamento apparente nella dimensione del disco di 1,3 - 1,6 volte, e l'esatta entità del cambiamento dipende dalle caratteristiche del paesaggio.

Prova dell'illusione

Un malinteso diffuso, risalente almeno ai tempi di Aristotele (IV secolo a.C.), è che le maggiori dimensioni della Luna all'orizzonte siano dovute a un effetto di ingrandimento creato dall'atmosfera terrestre. Tuttavia, la rifrazione astronomica all’orizzonte riduce solo leggermente la dimensione osservata, rendendo la Luna leggermente appiattita lungo l’asse verticale.

Attualmente non c'è consenso sul fatto se la Luna appaia più grande all'orizzonte a causa di una dimensione angolare percepita maggiore o di una dimensione fisica percepita maggiore, cioè se appaia più vicina o più grande.

In generale, non esiste ancora una spiegazione completa di questa caratteristica della percezione umana. Nel 2002, Helen Ross e Cornelis Plug pubblicarono un libro, Il mistero dell’illusione della luna, in cui, dopo aver considerato varie teorie, conclusero: “Nessuna teoria ha vinto”. Alla stessa decisione sono giunti gli autori della raccolta “Moon Illusion”, pubblicata nel 1989 sotto la direzione di M. Hershenson.

Esistono molte teorie diverse per spiegare l'illusione della luna. Di seguito vengono elencate solo le principali.

Teoria sul ruolo della convergenza oculare

Negli anni Quaranta, Boring (1943; Holway & Boring, 1940; Taylor & Boring, 1942) e negli anni Novanta, Suzuki (1991, 1998) proposero una spiegazione per l'illusione della Luna, secondo la quale la dimensione apparente della Luna dipende da il grado di convergenza degli occhi dell'osservatore. Cioè, l'illusione della Luna è il risultato di maggiori impulsi verso la convergenza degli occhi che sorgono nell'osservatore quando alza lo sguardo (per guardare la Luna al suo zenit), e gli occhi stessi tendono a divergere. Poiché la convergenza degli occhi è un segno di vicinanza dell'oggetto, un oggetto alto nel cielo appare più piccolo all'osservatore.

In un esperimento, Holway e Boring (1940) chiesero ai soggetti di confrontare la dimensione percepita della Luna con quella di un disco di luce proiettato su uno schermo accanto a loro. Nella prima serie dell'esperimento, i soggetti si sedevano su una sedia. Osservando la Luna vicino all'orizzonte (all'altezza degli occhi dell'osservatore), scelsero un disco di dimensioni significativamente più grandi di quello selezionato osservando la Luna al suo zenit (alzando gli occhi con un angolo di 30°). Nella seconda serie, i soggetti osservavano la Luna stando sdraiati su un tavolo. Quando si sdraiavano sulla schiena e guardavano la Luna al suo zenit, o quando erano costretti a gettare indietro la testa e guardare in alto per vedere la Luna all’orizzonte da una posizione supina, i risultati erano l’opposto. La Luna vicino all'orizzonte sembrava loro più piccola della Luna allo zenit.

Gli oppositori di questa ipotesi sostengono che l'illusione di una Luna ingrandita svanisce rapidamente con l'aumento dell'altezza del luminare sopra l'orizzonte, quando non si presenta ancora la necessità di gettare indietro la testa e alzare gli occhi.

La teoria della distanza apparente

La teoria della distanza apparente fu descritta per la prima volta da Cleomede intorno al 200 d.C. e. La teoria suggerisce che la Luna vicino all’orizzonte appare più grande della Luna nel cielo perché appare più lontana. Il cervello umano vede il cielo non come un emisfero, come in realtà è, ma come una cupola oblata. Guardando nuvole, uccelli e aeroplani, una persona vede che diminuiscono man mano che si avvicinano all'orizzonte. A differenza degli oggetti terrestri, la Luna, quando è vicina all'orizzonte, ha all'incirca lo stesso diametro angolare apparente dello zenit, ma il cervello umano cerca di compensare le distorsioni prospettiche e presuppone che il disco lunare debba essere fisicamente più grande.

Gli esperimenti condotti nel 1962 da Kaufman & Rock hanno dimostrato che i segnali visivi sono un fattore significativo nella creazione di un'illusione (vedi Illusione di Ponzo). La luna all'orizzonte appare alla fine di una sequenza di oggetti del paesaggio, alberi ed edifici, che comunica al cervello che è molto lontana. Man mano che i punti di riferimento si allontanano dal campo visivo, la Luna, apparentemente grande, diventa più piccola.

Gli oppositori di questa teoria sottolineano la presenza di un'illusione anche quando si osserva il luminare attraverso un filtro scuro, quando gli oggetti che lo circondano sono indistinguibili.

Teoria della dimensione relativa

Secondo la teoria della dimensione relativa, la dimensione percepita non dipende solo dalla dimensione della retina, ma anche dalle dimensioni di altri oggetti nel campo visivo che osserviamo contemporaneamente. Osservando la Luna vicino all’orizzonte, vediamo non solo la Luna, ma anche altri oggetti, sullo sfondo dei quali il satellite della Terra appare più grande di quanto non sia in realtà. Quando la Luna è nel cielo, le vaste distese del cielo la fanno sembrare più piccola.

Questo effetto è stato dimostrato dallo psicologo Hermann Ebbinghaus. Il cerchio circondato da piccoli cerchi rappresenta la Luna all'orizzonte e piccoli oggetti che la circondano (alberi, pali, ecc.), mentre il cerchio circondato da oggetti più grandi rappresenta la Luna nel cielo. Anche se entrambi i cerchi centrali hanno la stessa dimensione, molte persone pensano che il cerchio destro nella foto sia più grande. Chiunque può testare questo effetto portando un oggetto di grandi dimensioni (ad esempio un tavolo) fuori dalla stanza nel cortile. In uno spazio aperto sembrerà chiaramente più piccolo che in un ambiente chiuso.

Gli oppositori di questa teoria sottolineano che anche i piloti di aerei osservano questa illusione, sebbene non ci siano oggetti terrestri nel loro campo visivo.

Confronto quantitativo di diverse teorie basate su dati sperimentali

Sono consentiti esperimenti appositamente progettati quantitativamente confrontare l'influenza dei vari fattori proposti per spiegare l'illusione. In particolare, sollevamento della testa dell'osservatore(la teoria sul ruolo della convergenza degli occhi) influenza il cambiamento di dimensione, ma molto debolmente (il cambiamento apparente di dimensione è 1,04 volte), il cambiamento colori O luminosità il disco lunare non ha praticamente alcun effetto sulla dimensione apparente, e presenza di una linea dell'orizzonte oppure il suo modello ottico (la teoria della distanza apparente e della dimensione relativa) porta ad un cambiamento apparente nella dimensione del disco di 1,3 - 1,6 volte, e l'esatta entità del cambiamento dipende dalle caratteristiche del paesaggio.

Note

Collegamenti

• NASA - Illusione del Solstizio della Luna (inglese)
• Immagine astronomica del giorno (inglese) (26 settembre 2007). Estratto il 9 dicembre 2012.
• L'illusione della luna, un mistero irrisolto. (Inglese)
• Spiegazione dell'illusione della luna

Luna
Peculiarità
Orbita
Superficie
Selenologia
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Fondazione Wikimedia.

L'illusione della Luna si manifesta nel fatto che quando è vicina all'orizzonte ci sembra che sia circa una volta e mezza più grande di quando è allo zenit, sebbene le sue immagini retiniche (immagine sulla retina nella proiezione centrale) in entrambi i casi sono uguali. In realtà, la Luna, come il Sole, occupa una porzione del cielo visibile molto più piccola di quanto molti di noi credano.

La dimensione angolare della proiezione della Luna sulla retina è quasi esattamente di 0,5°. L'oggetto ha una dimensione angolare vicina a questo valore, pari a circa 6 mm e distante dall'occhio 76 cm. Ma se si tiene questo oggetto alla distanza corretta, la sua dimensione è sufficiente a coprire completamente la proiezione della Luna. L'illusione della Luna ha sempre suscitato grande interesse e molti scienziati hanno cercato di spiegarla. Di seguito una descrizione delle interpretazioni più famose.

Ipotesi della distanza apparente

Un tentativo di spiegare l'illusione della Luna utilizzando fattori percettivi fu fatto da Tolomeo (c. 90 - c. 160), astronomo e geometra greco. Propose che qualsiasi oggetto separato dall'osservatore da uno spazio pieno, inclusa la Luna visibile all'orizzonte circondata da vari oggetti, appaia più distante di un oggetto fisicamente altrettanto distante ma separato da uno spazio vuoto, come la Luna allo zenit.

Le immagini della Luna sulla retina sono le stesse in entrambi i casi, ma quando la Luna non è all'orizzonte appare più distante all'osservatore.

Che gli appaia e sia di dimensioni maggiori è una conseguenza diretta del rapporto lineare tra dimensione apparente e distanza apparente, che abbiamo descritto parlando dei fattori che favoriscono la costanza della percezione della distanza: la dimensione percepita è direttamente proporzionale alla distanza percepita .
Questa interdipendenza è illustrata nella figura.

Grazie ai segni prospettici il blocco di destra sembra più distante degli altri. Poiché il segno della distanza “innesca il meccanismo” della costanza nella percezione della dimensione, all'osservatore sembra che il blocco di destra sia più grande degli altri, pur essendo identici.

Se utilizziamo questa ipotesi per spiegare l'illusione della Luna, possiamo dire che la Luna vicino all'orizzonte ci sembra più distante della Luna allo zenit, e quindi di dimensioni maggiori. Devi aver già capito che abbiamo davanti a noi un caso speciale di costanza della percezione delle dimensioni, vale a dire, a causa del fatto che i segni di distanza attivano il meccanismo della costanza della percezione delle dimensioni, la Luna vicino all'orizzonte ci sembra di dimensioni più grandi di la Luna allo zenit.

L'ipotesi della distanza apparente fu studiata attivamente da Kaufman e Rock. Sostenevano che poiché la Luna è molto lontana dall'osservatore, viene percepita da lui come un oggetto grande, ma come un oggetto le cui dimensioni non sono determinabili. Chiedere agli osservatori di stimare l'entità di uno stimolo, la cui entità è indeterminabile, confrontandolo con dischi posti accanto ad esso che hanno dimensioni ben precise, significa chiedere loro di confrontare cose evidentemente incomparabili.

Kaufman e Rock hanno invece chiesto agli osservatori di confrontare le dimensioni di due lune artificiali visibili contro il cielo e di selezionarne coppie di uguali dimensioni. Naturalmente, tale confronto è nella sua stessa essenza simile al confronto fatto nell'illusione originale, sebbene in quest'ultima le due Lune reali siano separate sia nel tempo che nello spazio.

Contro il cielo, Kaufman e Rock, utilizzando un riflettore, hanno presentato agli osservatori un cerchio di luce, la cui dimensione poteva essere modificata (una luna artificiale). Utilizzando una coppia di proiettori, l'osservatore è stato in grado di confrontare un cerchio standard proiettato in un certo punto del cielo, ad esempio vicino all'orizzonte, con un cerchio la cui dimensione poteva essere modificata e che era proiettato, ad esempio, in un punto corrispondente allo zenit.

La dimensione del cerchio variabile, che veniva “scelta” dall'osservatore e che, a suo avviso, corrispondeva alla dimensione del cerchio standard, veniva presa come misura della grandezza dell'illusione.

I risultati di questi esperimenti hanno mostrato che, indipendentemente dal grado di elevazione dello sguardo, la Luna vicino all’orizzonte veniva percepita come una magnitudine significativamente maggiore rispetto alla Luna al suo zenit. Dopo aver condotto una serie di esperimenti, i ricercatori sono giunti alla conclusione che la Luna vicino all'orizzonte appare molto più distante della Luna allo zenit e che questa impressione è creata dal terreno, che viene percepito dall'osservatore come uno spazio che si allontana verso il basso. la distanza.

Come notato sopra, quando si discute del ruolo della costanza nella percezione delle dimensioni, se due oggetti hanno immagini retiniche di uguale dimensione, ma si trovano a distanze diverse dall'osservatore, quello più grande apparirà di dimensioni maggiori, la distanza alla quale sembra maggiore per l'osservatore.

Ciò significa che dalle idee di Kaufman e Rock sulla distanza apparente consegue che la Luna, che sembra più distante all'osservatore, viene da lui percepita anche come di dimensioni maggiori. In altre parole, a causa della costanza della percezione dimensionale, la dimensione percepita di un oggetto è funzione della sua distanza dall'osservatore. Pertanto, se le immagini retiniche sono uguali, maggiore è la distanza apparente, maggiore è la magnitudine apparente.

Una critica all’ipotesi della distanza apparente: il paradosso della distanza.

Nonostante tutto il suo fascino, l’ipotesi della distanza apparente non può spiegare tutte le sfumature dell’illusione della Luna. Suzuki ha quindi confrontato i giudizi sugli stimoli luminosi proiettati sull'orizzonte con gli stimoli proiettati nel punto più alto della volta situata sotto la cupola di un planetario immerso nella completa oscurità.

Nonostante il fatto che in queste condizioni praticamente nessun segno di distanza fosse disponibile per l'osservatore, l'illusione della Luna si manifestava in modo abbastanza affidabile. Di fondamentale importanza per la teoria della distanza apparente è che molto spesso ci sembra che la Luna vicino all'orizzonte non solo sia più grande della Luna allo zenit, ma che sia anche meno distante da noi. Questo fenomeno è chiamato il paradosso della lontananza, o il fenomeno dell'ulteriore – ulteriore – avvicinamento.

Il paradosso della distanza pone un serio problema per l'ipotesi della distanza apparente, che si basa sull'idea che la Luna vicino all'orizzonte appare più grande ad un osservatore perché, a causa delle caratteristiche di distanza associate al Terreno, appare più lontana della Luna alla sua posizione. zenit.

In altre parole, le conclusioni sulla dimensione della Luna e sulla sua distanza dall'osservatore non vengono tratte simultaneamente o sulla base dello stesso insieme di caratteristiche visive. Secondo l'ipotesi che spiega l'illusione della Luna con la distanza apparente e la costanza della percezione delle dimensioni, sembra all'osservatore che la Luna vicino all'orizzonte sia di dimensioni maggiori della Luna allo zenit, perché sembra lui più distante. Ciò è il risultato di un'inferenza diretta, involontaria, quasi automatica, sul rapporto tra distanza apparente e dimensione apparente, caratteristico di un fenomeno come la costanza della percezione della dimensione.

Quanto al giudizio sulla distanza della Luna, situata vicino all'orizzonte, è il risultato di una decisione deliberata e consapevole basata sulla sua dimensione apparente. Poiché all'osservatore sembra che la Luna vicino all'orizzonte sia di dimensioni maggiori della Luna allo zenit, deve quindi essere più vicina.

Koren e Ax spiegano il paradosso della distanza nel modo seguente, cioè il fatto che l'osservatore percepisce la Luna vicino all'orizzonte come di dimensioni maggiori e più vicina ad esso rispetto alla Luna allo zenit.

Se accettiamo che si tratta di una sequenza di eventi che inizia con il “lancio” del meccanismo di costanza della percezione della grandezza da parte di un segno di profondità accessibile all'osservatore e termina con una distorsione della percezione della grandezza della Moon, si scopre che, ovviamente, non esiste alcun paradosso e il risultato è abbastanza atteso.

In questo caso, all'osservatore sembra che la Luna vicina all'orizzonte sia di dimensioni maggiori, e questa impressione è fonte di informazioni per valutare la distanza apparente. Sembra più vicina a lui perché è più grande. Vengono espressi due giudizi sulla base di diversi dati iniziali... Pertanto, nell'illusione della Luna, una percezione illusoria (l'illusione delle dimensioni) diventa la fonte di un'illusione secondaria (la differenza nella distanza apparente).

Ipotesi basata sulla convergenza degli occhi

Boring ha proposto una spiegazione per l'illusione della Luna basata sul fatto che la sua dimensione apparente dipende dal grado di convergenza (dal lat. con - avvicinarsi, convergere) - riduzione degli assi visivi degli occhi rispetto al centro, in cui gli stimoli luminosi puntiformi riflessi dall'oggetto di osservazione cadono sui punti corrispondenti delle retine in entrambi gli occhi, a causa a cui si ottiene l'eliminazione della doppia visione dell'oggetto) l'occhio dell'osservatore. In altre parole, secondo l'ipotesi basata sulla convergenza degli occhi, l'illusione della Luna è il risultato di un aumento degli impulsi di convergenza degli occhi che nascono nell'osservatore quando guarda in alto, e gli occhi stessi tendono a divergere (divergenza degli assi visivi degli occhi destro e sinistro). (Quando un osservatore guarda la Luna al suo zenit, questo è esattamente ciò che accade.) Tuttavia, poiché la convergenza degli occhi è un segno della vicinanza di un oggetto, l'osservatore sembra che l'oggetto sia di dimensioni più piccole.

Uno degli esperimenti di Holway e Boring (1940) prevedeva di chiedere ai soggetti di confrontare la dimensione percepita della Luna con quella di un disco di luce proiettato su uno schermo vicino. Osservando la Luna situata vicino all'orizzonte, cioè all'altezza degli occhi, i soggetti hanno scelto un disco di dimensioni significativamente più grandi di quello scelto durante l'osservazione della Luna situata in corrispondenza. zenit, alzando gli occhi con un angolo di 30°.

Quando gli osservatori si sdraiavano su un tavolo piano e da questa posizione osservavano la Luna al suo zenit, senza alzare né abbassare gli occhi, oppure quando si sdraiavano sul tavolo con la testa pendente e gli occhi alzati per vedere la Luna all'orizzonte , i risultati sono stati opposti: la Luna vicino all'orizzonte sembrava più piccola ai soggetti rispetto alla Luna allo zenit. Impressioni simili si possono ottenere guardando la Luna piegandosi a metà e infilando la testa tra le gambe.

Noioso spiega l'illusione della luna dalla convergenza e divergenza degli occhi che si verifica quando l'osservatore alza o abbassa la testa. Muovere solo il collo, la testa o il corpo non è sufficiente per osservare questa illusione. Tuttavia, non esiste un processo psicologico convincente che possa spiegare il cambiamento nello spazio visivo osservato da Boring durante i movimenti oculari verticali. Lo stesso Boring ha scritto:

Nessuna teoria fornisce una spiegazione soddisfacente per questo fenomeno. Tutto ciò che accade è connesso con la specificità del meccanismo della visione... Possiamo solo supporre che gli sforzi volti ad alzare o abbassare gli occhi riducano la dimensione percepita della Luna... Poiché non sappiamo perché la tensione dell'oculomotore i muscoli dovrebbero influenzare la dimensione visivamente percepita.

Spiegazioni alternative per l'illusione della luna

Nonostante la spiegazione dell'illusione della Luna basata sull'ipotesi della distanza apparente abbia il maggior numero di sostenitori, esistono molte altre spiegazioni, principalmente di natura cognitiva. Una spiegazione ben nota è che l'osservatore non ha bisogno di elaborare informazioni sulla distanza apparente (Restle, 1970). La proposizione di base dell'ipotesi della dimensione relativa proposta da Restle è che la dimensione percepita di un oggetto dipende non solo dalla dimensione della sua immagine retinica, ma anche dalla dimensione degli oggetti nelle sue immediate vicinanze.

Più piccoli sono questi oggetti, maggiore è la loro dimensione apparente. Di conseguenza, se l'osservatore decide sulla dimensione della Luna in base al confronto con gli oggetti più vicini ad essa, gli sembra che la Luna vicino all'orizzonte sia più grande, perché viene percepita da lui sullo sfondo di un certo paesaggio e con un piccolo angolo di inclinazione (l'angolo di inclinazione rispetto all'orizzonte è 1° ). Quando la Luna è allo zenit, viene percepita sullo sfondo dello spazio visivamente libero (l'angolo di inclinazione rispetto all'orizzonte è di 90°) e quindi appare più piccola.

In questo caso, l'illusione della Luna viene interpretata come un esempio della relatività della dimensione percepita. Lo stesso oggetto può essere percepito diversamente a seconda del contesto. È possibile che la dimensione relativa possa svolgere un ruolo, forse subordinato, in una versione dell’ipotesi della distanza apparente.

Ci sono molte altre spiegazioni per l’illusione della luna e semplicemente non abbiamo l’opportunità di presentarle tutte. Tuttavia (non intendiamo ipotesi “esotiche”) se c’è un errore sistematico nella percezione della Luna, ciò non dovrebbe sorprendere nessuno. Dopotutto, quando diamo giudizi sulle dimensioni della Luna, in realtà stiamo cercando di stimare le dimensioni di un corpo celeste che dista 402.250 km e ha un diametro di 3.218 km!