Ilúzia Mesiaca

Ilúzia veľkosti mesiaca je optická ilúzia, pri ktorej sa Mesiac blízko horizontu javí väčší, než keď vystúpi vyššie na oblohu. Tento klam sa vyskytuje tiež u Slnka a súhvezdí. Je známy už od staroveku, a bol zaznamenaný rôznymi kultúrami. Vysvetlenie tejto ilúzie je stále diskutabilné.

Dôkaz zdanlivosti úkazu

Populárnou domnienkou – siahajúcou až k Aristotelovi do 4. storočia pred Kr.- je, že Mesiac vidíme pri horizonte väčší kvôli zväčšujúcemu efektu spôsobenému atmosférou Zeme. Tento predpoklad je nesprávny – napriek tomu, že zemská atmosféra mení zo Zeme pozorovanú farbu mesiaca, nemá vplyv na veľkosť, ktorá sa nám javí. V skutočnosti vidno Mesiac pri horizonte o 1,5% menší, ako na oblohe, pretože je vtedy ďalej o takmer jeden zemský polomer. Lom svetla v atmosfére tiež mierne zmenšuje obraz mesiaca vnímaného vertikálnym smerom. Zorný uhol Mesiaca v splne, ktorý sa dá priamo merať teodolitom, zostáva počas mesačného stúpania a klesania konštantný (odhliadnuc od nepatrných odchýlok spôsobených spomenutými vplyvmi). Fotografie Mesiaca v rôznych výškach tiež ukazujú, že jeho veľkosť zostáva rovnaká. Jednoduchý spôsob ako overiť ilúziu, je jedným okom pozorovať malý predmet (napr. 0,5 cm) pridržaný vo vystretej ruke (63 cm) pri zdanlivo veľkom Mesiaci. Keď vystúpa vyššie, pridržanie toho istého predmetu odhalí, že veľkosť Mesiaca sa nezmenila.

Možné vysvetlenia

Klaudios Ptolemaios sa v diele Almagest pokúsil vysvetliť ilúziu Mesiaca atmosférickým lomom svetla, a neskôr ako optickú ilúziu vytvorenú kvôli zdanlivej vzdialenosti. Lom svetla znovu použil ako vysvetlenie Ibn al-Haytham (Alhazen) v knihe Veľká optika (1011 – 1022). Tento vedec tiež predložil vysvetlenie založené na ľudskom vnímaní. Argumentoval tým, že pri posudzovaní vzdialenosti sa človek riadi podľa neprekážajúcich telies vyskytujúcim sa medzi pozorovateľom a pozorovaným objektom; keďže sa však medzi Zemou a Mesiacom žiadne takéto telesá nevyskytujú, vzdialenosť sa posudzuje nepresne, a Mesiac sa na horizonte javí väčší. Prostredníctvom ďalších diel (Rogera Bacona, Johna Peckhama,Vitela a iných), založených na vysvetlení Ibn al Haythama, sa ilúzia mesiaca v 17. storočí prijala ako psychologický jav. Podľa Schopenhauera je táto ilúzia čisto záležitosťou intelektuálnou a rozumovou, netýka sa optiky alebo zmyslov. Mozog príjme od oka informáciu, a obraz Mesiaca zachytí zväčšene, pretože „naše intuitívne vnímajúce chápanie považuje všetko, čo je v horizontálnej línií za vzdialenejšie, a tým pádom aj väčšie, ako predmety viditeľné vo vertikálnej línií.“ Mozog je zvyknutý vnímať predmety pozemských veľkostí v horizontálnom smere, a tiež ako ovplyvnené atmosférickou perspektívou, tvrdí Schopenhauer. Najnovšie výskumy ilúzie Mesiaca vykonávali psychológovia špecializovaní na ľudské vnímanie. Po zhodnotení mnohých vysvetlení dospeli v r. 2002 Ross a Plug vo svojej knihe The Mystery of the Moon Illusion (Záhada ilúzie mesiaca) k záveru, že „Ani jedna teória sa nepreukázala ako víťazná“. K rovnakému výsledku dospela kniha z r. 1989 The Moon Illusion (Ilúzia mesiaca), zostavená Hershensonom, ponúkajúca 24 kapitol od rôznych autorov skúmajúcich ilúzie.

Uhlová a fyzická veľkosť

„Veľkosť“ pozorovaného objektu môžeme merať ako uhlovú (veľkosť uhla, ktorý od oka zvierajú rozmery zorného poľa, ktoré objekt zaberá) alebo fyzickú (reálna veľkosť, meraná napr. v metroch). Čo sa týka ľudského vnímania, tieto dva pojmy sú značne odlišné. Ak napríklad vidíme dva známe identické predmety vo vzdialenostiach 5 a 10 metrov, vzdialenejší objekt zaberá o polovicu menší zorný uhol, ako bližší predmet, ale zvyčajne ho nevnímame ako polovičnej veľkosti. A obrátene, ak má vzdialenejší objekt rovnakú uhlovú veľkosť, vnímame ho ako väčší. Hlavnou otázkou v súvislosti s ilúziou Mesiaca je, či sa Mesiac na horizonte javí väčší kvôli tomu, že uhlová veľkosť sa zdá väčšia, alebo preto, že sa zdá väčšia jeho fyzická veľkosť; či kombináciou oboch. V súčasnosti v tomto bode neexistuje žiaden jasný spoločný súhlas.

Hypotéza relatívnej veľkosti

Historicky najznámejšia alternatíva k teórií „zdanlivej vzdialenosti“ je teória „relatívnej veľkosti“. Podľa nej vnímanie veľkosti objektu závisí nielen od jej veľkosti na sietnici, ale aj od veľkostí objektov v bezprostrednom vizuálnom okolí. V prípade ilúzie mesiaca, objekty v blízkosti vychádzajúceho či zapadajúceho mesiaca (teda horizont a objekty na ňom) vyjavujú jemné detaily, ktoré spôsobujú, že Mesiac pôsobí ako veľký. Oproti tomu je Mesiac pri zenite obklopený rozsiahlou plochou prázdnej oblohy, vďaka čomu sa javí menší.

Hypotéza uhla pozorovania

Podľa hypotézy „uhla pozorovania“ ilúziu Mesiaca vytvárajú zmeny pozície očí v hlave, sprevádzajúce zmeny vo výške Mesiaca. Toto vysvetlenie, kedysi obľúbené, stratilo podporu.

Historický výskyt

Immanuel Kant sa o ilúzií mesiaca zmieňuje vo svojom texte Kritika čistého rozumu z r. 1781, kde píše: „Astronóm sa neubráni tomu, aby videl Mesiac väčší pri jeho stúpaní, ako o nejaký čas potom, aj keď touto ilúziou nie je oklamaný.“