Почему над горизонтом Луна кажется большой, а над головой — маленькой?
Наблюдательные люди могли замечать, что над горизонтом Луна выглядит довольно большой. Стоит ей взойти высоко на небо, как размер сразу становится меньше. Учёные немало времени потратили на изучение данного феномена. В итоге все пришли к выводу, что существует иллюзия Луны. Есть немало теорий, которые объясняют изменения размера спутника. К слову, подобная иллюзия возникает и с Солнцем, созвездиями.
Теория кажущейся удалённости
Данная версия упоминалась ещё Клеомедом в 200 году нашей эры. Говорилось, что Луна у границы неба с землёй выглядит больше, так как для глаз она расположена дальше. Человеческий мозг воспринимает небо не как полусферу, а в качестве сплюснутого купола. Люди видят, что птицы и облака становятся меньше, когда приближаются к горизонту.
Пример иллюзии удаленности
Луна отличается от объектов, находящихся на земле. Она, располагаясь рядом с горизонтом, имеет такой же видимый угловой диаметр, как и в зените. При этом мозг человека компенсирует искажения перспективы. По логике, спутник должен быть больше.
Исследование, проведённое в 1962 году, позволило выяснить любопытный момент. Было подтверждено, что важным моментом при создании иллюзии выступили наглядные ориентиры. Луна, расположенная рядом с горизонтом, находится в конце последовательности построек, ландшафта, растений. Следовательно, мозг считает, что она больше всего удалена. Как только ориентиры удаляются из зрительного поля, спутник с виду кажется меньше.
Есть и те, кто опровергает данную теорию. Другой эксперимент показал, что иллюзия остаётся, даже когда люди смотрят на светило через тёмный светофильтр. В этом случае все другие объекты неразличимы. Следовательно, не они влияют на размер спутника.
Теория о роли конвергенции глаз
Любопытное объяснение лунной иллюзии, было выдвинуто Борингом и Судзуки в 1940 и 1990 годах. Есть предположение, что размер Луны имеет прямую зависимость от степени конвергенции глаз смотрящего. Следовательно, иллюзия появилась из-за того, что усилились импульсы к конвергенции глаз, когда человек обратил взгляд вверх.
Теория о роли конвергенции глаз
Глядя на спутник, расположенный в зените, глаза дивергируют. Конвергенция считается главным признаком близости объекта. Из-за этого людям кажется, что Луна в зените намного меньше по величине.
Некоторые учёные опровергают данную теорию. Они считают, что лунная иллюзия стремительно затухает при повышении высоты светила над горизонтом. В этот момент ещё нет нужды менять положение головы, чтобы увидеть спутник.
Теория относительного размера
Учёные предполагают, что на восприятие размера влияют объекты, находящиеся в поле зрения. То есть, когда спутник находится у горизонта, человек видит и другие предметы. Допустим, горы, деревья, дома. На их фоне создаётся впечатление, что светило больше, чем на самом деле. Как только Луна оказывается высоко в небе, земных объектов рядом не наблюдается. Из-за этого человеку кажется, будто спутник меньше, чем у горизонта.
Психолог Герман Эббингауз подтвердил теорию с помощью нарисованных кругов. Он изобразил оранжевый кружок в синих маленьких кругах. Также на листе был второй оранжевый круг, рядом с которым были более крупные фигуры. На первый взгляд казалось, что именно тот круг, возле которого были маленькие объекты, значительно больше по размеру. Это казалось очевидным для каждого человека. На самом деле оба оранжевый круга имели одинаковый размер.
То же самое происходит и с Луной, по мнению учёных. На открытом небе она выглядит меньше, чем на фоне земных объектов. При этом противники теории опровергают данную догадку. Они утверждают, что пилоты самолётов тоже видят лунную иллюзию. При этом они не наблюдают земных объектов.
Другие природные иллюзии
В мире существует немало любопытных иллюзий, которые может наблюдать каждый человек.
Мираж
Он образуется, когда свет отражается между неодинаково нагретыми и разными по плотности слоями воздуха. Из-за этого кажется, будто впереди есть объекты, которые потом внезапно исчезают.
Он выглядит как огненное светящееся кольцо, расположенное вокруг Солнца. Эффект создаётся из ледяных кристаллов.
Помимо этого, людям кажется, что Солнце у горизонта больше, чем в зените. На данный момент нет точного объяснения феномена. Учёные выдвигают такие же теории, как и в случае с Луной.
Нет точного ответа на вопрос, почему у горизонта Луна с виду крупная, а над головой – маленькая. Есть несколько теорий, объясняющих феномен. Одни считают, что на восприятие размера влияют предметы, которые есть в поле зрения. Из-за них спутник у горизонта смотрится более крупным. Другие предполагают, что величина Луны меняется из-за конвергенции глаз наблюдателя. Некоторые учёные считают, что на размер влияет степень удалённости спутника. Мозг считает, что у горизонта светило выглядит больше. Каждая теория имеет опровержение, поэтому можно только предполагать, с чем связана иллюзия.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Спросите Итана: насколько яркой кажется Земля с Луны?
Первое изображение Земли, видимой с Луны, которое увидел человек. Заметьте, насколько Земля кажется яркой по сравнению с Луной.
Когда астронавты с «Аполло» летали к Луне, им открывались невиданные ранее человеком картины: вид на Землю с ближайшего нам мира. Практически все мы видели обратную картину – Луна, как её видно с поверхности Земли – лишь пара десятков человек (и спутников) видело, как Земля выглядит с поверхности Луны. В чём разница? Наш читатель желает знать:
Что будет ярче: полная луна или полная земля с луны? Останется ли эта яркость постоянной?
Если вы наблюдали Луну тёмной и ясной ночью, её яркость вам уже известна.
Полная Луна над деревьями достаточно туманной ночью показывает, насколько яркой кажется Луна с Земли
Полная Луна, отражающая солнечный свет с расстояния всего в 384000 км от Земли – самый яркий объект ночного неба. Она в 1500 раз ярче, чем следующий по яркости объект, Венера, и в 27000 раз ярче Сириуса – ярчайшей звезды в небе. Полная Луна освещает небо так, как способен это сделать большой город. Это серьёзный источник светового загрязнения, светящийся в 40 раз ярче всех остальных объектов ночного неба, вместе взятых.
Восходящая полная Луна над Чикаго, вид над озером Мичиган с кампуса Северо-западного университета
Но, какой бы яркой ни была Луна с Земли, полная Земля с Луны побивает её почти по всем параметрам. Земля примерно в 3,67 раз больше Луны по диаметру, что означает, что её сечение, то есть, видимый размер в небе, в 13 раз больше Луны. Также играет роль ещё один параметр: отражательная способность.
Полная Луна в 2010, отредактировано для демонстрации реальной отражательной способности
Луна и Земля яркие благодаря отражению солнечного света, и, хотя Луна выглядит в небе серой, она более близка к угольному цвету. Она кажется белой от большого количества отражённого света. Пепельная, каменистая поверхность Луны отражает гораздо меньше,, чем земля, зелёные деревья и трава на континентах Земли. И совсем уж теряется по сравнению с яркой отражательной способностью земной воды.
Луна и Земля в масштабе – как по размеру, так и по альбедо. Луна кажется более тусклой, ибо поглощает свет сильнее Земли
Но лучше всего отражают свет не тёмно-синие океаны, поглощающие больше света, чем остальная поверхность Земли и даже Луна – это делает вода в облаках, льду и неглубоких водоёмах рек и шельфов. В среднем Луна отражает только 11% падающего на неё света, а Земля – примерно 37%. Всё это вместе приводит к тому, что полная Земля, видимая с луны, примерно в 43 раза ярче, чем полная Луна, видимая с Земли. При больших полярных шапках и полном покрытии облаками – а также когда Солнце освещает пустыни – Земля бывает самой яркой, примерно в 55 раз ярче Луны.
Когда видно много облаков, южная полярная шапка и крупные пустыни, яркость Земли может превышать яркость Луны в 55 раз
Но интересные факты на этом не заканчиваются. Поскольку Луна привязана к Земле гравитацией, мы всегда видим одну её сторону. Земля же вращается вокруг своей оси, поэтому Луна в среднем видна в нашем небе 50% времени. Другие 50% времени Луна находится с другой стороны планеты. Но это с нашей точки зрения; с точки зрения человека на Луне, Земля находится в небе 100%, если смотреть с ближней части Луны, и 0% времени, если смотреть с обратной.
Маленькое исключение – крохотная полоска на Луне, с которой Земля иногда видна, а иногда – нет, благодаря качающемуся движению, вызванному эллипсом орбиты Луны: лунной либрации.
День и ночь на Луне содержат две земных недели каждый, и ближайшая сторона Луны – это лучшее место для наблюдения полной Земли, когда Солнце полностью освещает дальнюю часть Луны. В этот момент Земля кажется в 13 раз крупнее, в 3,4 раза лучше отражающей и в 43 раза ярче полной Луны, видимой с Земли. И хотя люди ещё не разу не видели этого собственными глазами – мы никогда не были на Луне в то время, когда на ближней стороне ночь – японский спутник Кагуя это видел.
Земля, встающая над частью Луны там, где Солнце едва попадает на лунную поверхность.
Даже когда Солнца не видно, поверхность Луны всё равно освещена благодаря отражённому Землёй свету. Он не такой яркий, как солнечный; примерно в 10000 раз тусклее. Но свет с земной поверхности, отражённый к Луне, всё же может освещать её. Поэтому на Луне в серповидной фазе можно разглядеть детали тёмной части – мы называем этот эффект освещения отражённым светом пепельным светом Луны [Earthshine].
Полумесяц через день после новолуния, заходящий на западе. Остаток диска всё равно освещён светом, отражённым Землёй, и падающим на поверхность Луны.
Чтобы Земля, видимая с Луны, была тусклее, чем полная Луна, видимая с Земли, у неё должно быть освещено менее 1/40 части поверхности. Это происходит в течение 12 часов каждый месяц, когда свет Земли, видимый с ближней стороны Луны, кажется тусклее полной Луны на Земле. Но на Луне есть одно явление, позволяющее испытать тьму, затмевающую любое подсвеченное Луной небо на Земле…
Заканчивающееся лунное затмение, как его видно с Луны, когда Солнце расположено за Землёй, и оба тела выглядят тёмными.
Лунное затмение! Когда часть Луны закрывается тенью Земли, Солнце и Земля с неё не видны, и можно видеть только кольцо подсвеченной земной атмосферы. Кроме этого оттуда видно только звёзды и планеты. Темнее этого только на дальней стороне Луны во время лунной ночи.
Без атмосферы, Земли и Венеры, ночь на дальней стороне Луны темнее любой тёмной ночи на Земле
Яркость полной Земли непостоянна, она меняется с вращением Земли, сменой сезонов и погоды. Земля – живая планета во всех смыслах. Луна кажется нам изменяющейся, но если бы она была такой же большой и разнообразной, как Земля, то изменения сезонов, полярных шапок, облачного покрытия, флоры и пустыней меняли бы её яркость ещё сильнее. Мы считаем Луну непостоянной, поскольку не видим с другой точки зрения. На самом деле Земля меняется гораздо чаще!
Итан Сигель – астрофизик, популяризатор науки, автор блога Starts With A Bang! Написал книги «За пределами галактики» [Beyond The Galaxy], и «Трекнология: наука Звёздного пути» [Treknology].
Источник
Почему Луна иногда большая, а иногда маленькая
Вокруг спутника нашей планеты, Луны, всегда ходило много разговоров. Ей приписывали самые различные свойства и способности, вплоть до мистических, считая, что если долго смотреть на неё, можно сойти с ума.
Каждый предмет имеет свои определенные размеры и Луна не исключение. Хотя часто кажется, что ее размеры меняются, она становится то меньше, то больше. Действительно ли Луна становится то ближе, то дальше? Или это только кажется?
Существует несколько теорий, объясняющих данное явление.
Иллюзия обмана
На самом деле размеры Луны всегда одинаковые и остаются неизменными уже на протяжении многих лет. То, что она меняет свои размеры, является всего лишь иллюзией. Обычно кажется, что находящаяся на горизонте Луна имеет большие размеры, чем в то время, когда она находится над головой человека. Существует несколько объяснений данному обману зрения.
Разные линии зрения
В офтальмологии существуют понятия конвергенции и дивергенции, которые определяют сближение линии глаз в то время, когда мы смотрим на объекты, расположенные близко нам и расхождении данной линии при дальнем нахождении объекта, соответственно. Некоторые ученые считают, что именно эти параметры зрения и создают иллюзию большего и меньшего размера Луны. Из-за того, что Луна над головой для наших глаз кажется ближе к нам, она кажется более маленького размера, чем та, которая расположена над горизонтом, вдали от смотрящего.
Дальше-больше
По другой теории, Луна над горизонтом кажется крупнее потому что мы считаем, якобы она располагается намного дальше от нас, чем та, которая находится в Зените. Здесь уже играет свою роль человеческий мозг, а точнее, его восприятие объектов. Он, как бы, предполагает, что Луна имеет большие размеры из-за перспективы, хотя мы видим ее под тем же зрительным углом, что и над головой.
В зависимости от других предметов
Согласно этой версии, размеры Луны зависят от того, какого размеры предметы, попадающие в поле зрения помимо самого спутника Земли. Когда кроме него на горизонте мы видим деревья и другие объекты, мы видим Луну, как более крупный объект и поэтому она выглядит в наших глазах больше, чем есть на самом деле. Если смотреть на Луну, стоя в чистом поле, она не будет иметь таких размеров.
Под каким углом смотреть
Размеры предметов, которые мы видим, зависят от его реальных размеров или от размера, который получается от угла, образованного лучами от объекта, входящими в глаза. И эти размеры воспринимаются нами не одинаково. Если предметы, равные по размерам, установить на разном расстоянии от смотрящего, то тот предмет, который находится дальше, в силу углового размера, будет казаться нам большим. Но пока ещё до конца не выяснено объясняются ли разные размеры Луны тем, что она кажется ближе или всё-таки увеличивающейся в своих параметрах.
Разные цвета
Замечено, что когда Луна белого цвета, она имеет меньшие размеры, чем та, которая ярко-жёлтая, почти оранжевая. Чаще всего та Луна, которая расположена в Зените, имеет белый цвет. Разница в цветах зависит от степени рассеивания света, проходящего через атмосферу. Жёлтые волны света более длинные и из-за этого они меньше подвергаются рассеиванию и потому доходят до смотрящего в большем количестве. Кстати, чем более влажный воздух, тем более насыщенного жёлтого цвета будет Луна на горизонте.
Всему своё объяснение
У каждого феномена или иллюзии имеются свои объяснения. То же самое и с иллюзией Луны. Этого всего лишь игра нашего зрения и восприятие ее нашим мозгом. Это легко можно проверить с помощью обыкновенной монетки. Если взять ее и сравнить ее размеры с Луной, находящейся на горизонте и в Зените, то можно легко увидеть, что она имеет абсолютно одинаковый размер относительно монеты.
Источник