אשליית הירח

אשליית הירח היא אשליה אופטית הגורמת לירח להיראות גדול יותר כשהוא נמצא בקרבת האופק יחסית לגודלו כשהוא בזנית. גודלן של השמש וקבוצות כוכבים נתונים גם הם להשפעות אשליה זו. אשליית הירח מוכרת ותועדה על ידי תרבויות שונות בתקופות שונות מאז ימי קדם. ההסבר לאשליה זו עדיין שנוי במחלוקת.

הוכחת האשליה

אמונה נפוצה, שהופיעה כבר בכתביו של אריסטו במאה הרביעית לפני הספירה, היא שהירח נראה גדול יותר בקרבת האופק בעקבות הגדלה ממשית הנגרמת על ידי אטמוספירת כדור הארץ. אמונה זו שגויה: בעוד האטמוספירה אכן משנה את צבעם של גרמי שמיים, היא אינה יוצרת הגדלה כלשהי. למעשה, הירח נראה קטן יותר בכ-1.5% כשהוא סמוך לאופק בגלל שהוא רחוק יותר בכמעט רדיוס שלם של כדור הארץ. שבירה אטמוספירית גורמת לירח להיראות קטן במקצת בכיוון האנכי.
את הגודל הזוויתי של ירח מלא ניתן למדוד ישירות בעזרת תיאודוליט כדי להראות שגודלו הזוויתי האמיתי אינו משתנה באופן משמעותי כתלות במיקומו בשמיים (למעט התופעות המוזכרות לעיל). צילומים של הירח בגבהים שונים מראים גם הם כי גודל הירח אינו משתנה במהלך זריחה או שקיעה.
חשוב לציין כי בין ירחים מלאים שונים, הגודל הזוויתי של הירח עשוי לנוע בין 0.49 מעלות ל-0.56 מעלות - שינוי של כ-14% בקוטר הנראה וכ-30% בשטח הנראה. שינוי זה נגרם על ידי המסלול האליפטי של הירח סביב כדור הארץ.

הסברים אפשריים

את גודלו של עצם הנמצא בשדה הראיה שלנו ניתן למדוד כגודל זוויתי (גודל הזווית שבין קרנות המחברות בין עין הצופה לקצוות העצם הנצפה, הנמדד לרוב במעלות) או כגודל פיסי (הגודל האמיתי של העצם הנמדד, לדוגמה, במטרים). בתפיסה האנושית, ניתן להבדיל בין שני גדלים אלו. לדוגמה, אם נניח שני עצמים זהים המוכרים לנו במרחקים של חמישה ועשרה מטרים, לעצם הרחוק יהיה גודל זוויתי קטן בכחצי, אך ככלל לא ניחס לו גודל הקטן בכחצי. לעומת זאת, אם לשני העצמים היה גודל זוויתי זהה, היינו מיחסים לעצם המרוחק יותר גודל פיסי גדול כפי שניים.
לפיכך, בהתעסקות באשליית הירח, שאלה מרכזית הנשאלת היא האם הירח באופק נתפס כגדול יותר בעקבות גודל זוויתי הנתפס כגדול יותר, גודל פיסי הנתפס כגדול יותר, או שילוב של השניים. אין תשובה חד-משמעית לשאלה זו.  המחקר העיקרי על אשליית הירח נערך על ידי פסיכולוגים המתמחים בתפיסה אנושית. לאחר שסקרו את ההסברים הרבים בספרם The Mystery of the Moon Illusion (המסתורין שבאשליה הירח, 2002), הלן רוס וקורנליוס פלאג מסיקים כי "לא נמצאה תאוריה הנכונה יותר מהאחרות".

שבירת האור ומרחק

תלמי ניסה להסביר את אשליית הירח באמצעות שבירה אטמוספירית בספרו אלמגסט. גם אבן אל-היית'ם ייחס את האשליה לשבירה ב"ספר האופטיקה" (1011-1022 לספירה), אך בנוסף העלה כי ייתכן שמדובר בתפיסה אנושית. טענתו הייתה שבכדי לאמוד מרחק של עצם, נדרש רצף של גופים בין העצם לצופה; אולם, מכיוון שאין גופים בין הירח לצופה, המרחק הנתפס על ידי הצופה אינו מדויק ולכן הירח נראה גדול יותר בקרבת האופק.
בעקבות מחקרים נוספים (של רוג'ר בייקון, ג'ון פקהם, ויטלו, ואחרים) המבוססים על הסברו של אל-היית'ם, במאה ה-17 אשליית הירח הוגדרה כתופעה פסיכולוגית בלבד.

השערת המרחק הנראה

השערה זו טוענת כי הירח נראה גדול יותר בקרבת האופק משום שהוא נתפס על ידי הצופה כמרוחק יותר. 
כשאנו רואים עצמים בשמיים (כגון עננים או ציפורים), אלו שקרובים יותר לקו האופק בדרך כלל רחוקים יותר מאלו שנמצאים הישר למעלה. דבר זה עלול לגרום לראייה של השמיים כמישוריים, ולעצמים הנעים לכיוון קו האופק כמתרחקים מאיתנו.
ב-1813, שופנהאואר כתב על אשליית הירח שהיא "שכלית בלבד ואינה אופטית או חושית." המוח מפרש את המידע החושי המגיע מן העין ותופס ירח גדול משום ש"ההבנה האינטואטיבית שלנו מיחס מרחק גדול יותר לכל דבר הנראה בכיוון אופקי ולפיכך כגדול יותר מעצם הנראה בכיוון האנכי." המוח מורגל לראיית עצמים בגדלים לא-אסטרונומיים בכיוון אופקי כשהם מושפעים מפרספקטיבה אטמוספירית, על-פי שפנהאואר.
אם הירח נראה לנו כגוף בקרבת שאר בעצמים בשמיים, נצפה שגם הוא יתרחק מאיתנו ככל שהוא מתקרב לאופק, מה שיגרום לגודל זוויתי קטן יותר. אולם, משום שהגודל הזוויתי של הירח כמעט ואינו משתנה כתלות במיקום הירח בשמיים, מוחנו מפצה על הסתירה הזו בכך שהוא מניח שלירח הקרוב יותר לאופק גודל פיסי גדול יותר.

השערת הגודל היחסי

השערה זו טוענת כי גודל נתפס של עצם תלוי לא רק בגודלו הזוויתי, אלא גם בגודלם של עצמים הנמצאים בסביבה הקרובה אליו מבחינה חזותית. במקרה של אשליית הירח גופים הנמצאים בסביבת הירח באופק (כלומר, גופים הקרובים לאופק) גורמים לירח להראות גדול יותר. לעמות זאת, כשהירח בזנית, הוא מוקף מרחבי שמיים ריקים גדולים ולכן נראה קטן יותר.
אפקט זה מומחש על ידי אשליית אבינגהאוס המוצגת משמאל. המעגל התחתון המוקף מעגלים קטנים מדמה את הירח הנמצא בקרבת האופק שנמצא בקרבת גופים קטנים יחסית, ואילו המעגל המרכזי העליון מדמה את הירח בזנית המוקף מרחבי שמיים הנראים גדולים יותר. למרות ששני המעגלים המרכזיים זהים לחלוטין, התחתון נתפס כגדול יותר על ידי רבים.