Ilusión de la Luna ( "ilusión lunar" ) - una ilusión óptica , que consiste en el hecho de que la Luna baja sobre el horizonte parece ser varias veces más grande que cuando está alta en el cielo (cerca del cenit ). De hecho, el tamaño angular de la Luna es prácticamente independiente de su altura sobre el horizonte. La ilusión también surge al observar el Sol y las constelaciones . La evidencia del fenómeno se ha conservado desde la antigüedad y registrado en diversas fuentes de la cultura humana (por ejemplo, en las crónicas ). Actualmente existen varias teorías diferentes para explicar esta ilusión.
Existe una idea errónea generalizada, que se remonta al menos a la época de Aristóteles ( siglo IV a. C. ), de que el mayor tamaño de la Luna cerca del horizonte se debe al aumento creado por la atmósfera terrestre . De hecho, la refracción astronómica cerca del horizonte, por el contrario, reduce ligeramente el tamaño vertical observado de la Luna y no afecta el tamaño horizontal. Como resultado, el disco lunar cerca del horizonte se ve aplanado.
Hay otro factor, por el cual el tamaño angular de la Luna cerca del horizonte es ligeramente menor que cuando está en su cenit. Con el movimiento de la Luna desde el cenit hacia el horizonte, la distancia de ésta al observador aumenta en el valor del radio terrestre, y su tamaño aparente disminuye en un 1,7%.
Además, el tamaño angular de la Luna cambia ligeramente dependiendo de su posición en su órbita. Dado que su órbita es notablemente alargada, en el perigeo (el punto de la órbita más cercano a la Tierra), el tamaño angular de la Luna es de 33,5 minutos de arco , y en el apogeo es un 12% menor (29,43 minutos de arco) [1] [2 ] . Estos pequeños cambios no están relacionados con el aparente aumento múltiple de la Luna cerca del horizonte: es un error de percepción. Las medidas del teodolito y las fotografías de la Luna a diferentes alturas sobre el horizonte [3] muestran un tamaño constante, de alrededor de medio grado, y la proyección del disco lunar sobre la retina del observador tiene siempre un tamaño de unos 0,15 mm.
La forma más fácil de demostrar la naturaleza ilusoria del efecto es sostener un objeto pequeño (como una moneda) con el brazo extendido mientras se cubre un ojo. Comparando el tamaño de un objeto con una luna grande cerca del horizonte y una luna pequeña en lo alto del cielo, se puede ver que el tamaño relativo no cambia. También puede hacer una tubería con una hoja de papel y mirar a través de ella solo a la Luna, sin objetos circundantes: la ilusión desaparecerá.
El tamaño de un objeto que vemos se puede determinar a través de su tamaño angular (el ángulo formado por los rayos que ingresan al ojo desde los bordes del objeto) o a través de su tamaño físico (tamaño real, por ejemplo, en metros). Estos dos conceptos difieren desde el punto de vista de la percepción humana. Por ejemplo, las dimensiones angulares de dos objetos idénticos colocados a una distancia de 5 y 10 metros del observador difieren en casi dos veces, sin embargo, por regla general, no nos parece que el objeto más cercano sea el doble de grande. Por el contrario, si un objeto más lejano tiene el mismo tamaño angular que uno más cercano, lo percibiremos como el doble de grande ( ley de Emmert ).
Por el momento, no hay acuerdo sobre si la Luna parece más grande cerca del horizonte, debido a un mayor tamaño angular percibido o debido a un mayor tamaño físico percibido, es decir, si parece estar más cerca o aumentar de tamaño.
En general, todavía no existe una explicación completa de esta característica de la percepción humana. En 2002, Helen Ross y Cornelis Plag publicaron The Riddle of the Lunar Illusion [4] , en el que, tras considerar varias teorías, concluyeron: "Ninguna teoría ha ganado". Los autores de la colección "Moon Illusion" publicada en 1989 bajo la dirección de M. Hershenson [5] llegaron a la misma decisión .
Hay muchas teorías diferentes para explicar la ilusión de la luna. A continuación se enumeran sólo los principales.
En la década de 1940, Boring (1943; Holway & Boring, 1940; Taylor & Boring, 1942) y en la década de 1990 Suzuki (1991, 1998) propusieron una explicación para la ilusión lunar, según la cual la magnitud aparente de la luna depende de la grado de convergencia de los ojos del observador. Es decir, la ilusión de la Luna es el resultado de un aumento de los impulsos hacia la convergencia de los ojos que surgen en el observador cuando mira hacia arriba (para mirar la Luna en el cenit ), y los propios ojos tienden a divergir . Debido a que la convergencia de los ojos es una de las características de la proximidad de un objeto, al observador le parece que un objeto alto en el cielo es más pequeño.
En un experimento, Holway y Boring (1940) pidieron a los sujetos que compararan la magnitud percibida de la luna con uno de los discos de luz proyectados en una pantalla junto a ellos. En la primera serie del experimento, los sujetos se sentaron en una silla. Al observar la Luna cerca del horizonte (a la altura de los ojos del observador), eligieron un disco mucho más grande que el que eligieron cuando observaban la Luna en el cenit (alzando los ojos en un ángulo de 30°). En la segunda serie, los sujetos miraban la luna mientras estaban acostados sobre una mesa. Cuando se tumbaron boca arriba y miraron la Luna en su cenit, o cuando se vieron obligados a inclinar la cabeza hacia atrás y levantar los ojos para ver la Luna en el horizonte desde su posición supina, los resultados fueron opuestos. La luna cerca del horizonte les pareció más pequeña que la luna en su cenit.
Los que se oponen a esta hipótesis argumentan que la ilusión de una Luna agrandada se desvanece rápidamente con un aumento en la altura de la luminaria sobre el horizonte, cuando aún no surge la necesidad de echar la cabeza hacia atrás y levantar los ojos.
La teoría de la lejanía aparente fue descrita por primera vez por Cleomedes alrededor del año 200 d.C. mi. La teoría sugiere que la Luna en el horizonte se ve más grande que la Luna en el cielo debido al hecho de que parece estar más lejos. El cerebro humano ve el cielo no como un hemisferio, que es lo que realmente es, sino como una cúpula aplanada. Mirando nubes, pájaros y aviones, una persona ve que disminuyen a medida que se acercan al horizonte. A diferencia de los objetos terrestres, la Luna, cuando está cerca del horizonte, tiene aproximadamente el mismo diámetro angular aparente que en el cenit , pero el cerebro humano trata de compensar las distorsiones de perspectiva y asume que el disco de la Luna debe ser físicamente más grande.
Los experimentos realizados en 1962 por Kaufman y Rock (Kaufman & Rock) [6] demostraron que los puntos de referencia visuales son un factor importante en la creación de la ilusión (ver ilusión Ponzo ). La luna cerca del horizonte está al final de la secuencia de objetos del paisaje , árboles y edificios, lo que le dice al cerebro sobre su gran lejanía. A medida que los puntos de referencia se eliminan de la vista, la Luna de aspecto grande se vuelve más pequeña.
Los que se oponen a esta teoría señalan la presencia de una ilusión incluso cuando se observa una estrella a través de un filtro de luz oscura, cuando los objetos que la rodean son indistinguibles.
Según la teoría del tamaño relativo, el tamaño percibido depende no solo del tamaño en la retina, sino también del tamaño de otros objetos en el campo de visión , que observamos simultáneamente. Al observar la Luna cerca del horizonte, no solo vemos la Luna, sino también otros objetos, frente a los cuales el satélite de la Tierra parece más grande de lo que realmente es. Cuando la Luna está en el cielo, las vastas extensiones del cielo lo hacen parecer más pequeño.
Este efecto fue demostrado por el psicólogo Hermann Ebbinghaus . El círculo rodeado de círculos pequeños representa la Luna en el horizonte y los objetos pequeños que la rodean (árboles, postes, etc.), mientras que el círculo rodeado de objetos más grandes representa la Luna en el cielo. Si bien ambos círculos centrales tienen el mismo tamaño, muchas personas piensan que el círculo correcto es más grande en la imagen. Todos pueden verificar este efecto sacando algún objeto grande (por ejemplo, una mesa) de la habitación hacia el patio. En espacios abiertos, se verá claramente más pequeño que en interiores.
Los que se oponen a esta teoría señalan que los pilotos de aviones también observan esta ilusión, aunque no hay objetos terrestres en su campo de visión.
Según esta teoría, la ilusión lunar puede surgir debido al hecho de que el cerebro humano percibe la esfera celeste no como un objeto tridimensional, sino como su proyección en un plano. Dado que las observaciones astronómicas se llevan a cabo con mayor frecuencia en posición vertical, este plano es la superficie de un cilindro con una base situada en la línea del horizonte (su eje pasa por el observador y el cenit). Intuitivamente se espera que cuanto más alto esté un objeto sobre el horizonte, mayor debería ser su proyección sobre la superficie de un cilindro imaginario (como sucede con Groenlandia en la proyección de Mercator ). Sin embargo, en el caso de la Luna, su tamaño angular no cambia, por lo que el cerebro interpreta esto como una disminución del tamaño observado de la Luna con la distancia al horizonte. Como confirmación de esta teoría, puede utilizar una técnica bien conocida para superar la ilusión lunar: mirar la Luna en el horizonte a través de las piernas boca abajo. Otra forma de probar la teoría de la percepción cartográfica es observar la luna mientras se está acostado en el suelo. Pero al mismo tiempo, es importante que la Luna en el horizonte esté detrás de la corona del observador, de lo contrario, cuando se gire la cabeza, los cuerpos celestes comenzarán a proyectarse nuevamente sobre la superficie del cilindro.
Experimentos especialmente diseñados [7] hicieron posible comparar cuantitativamente la influencia de varios factores propuestos para explicar la ilusión. En particular, la elevación de la cabeza del observador (la teoría del papel de la convergencia de los ojos) afecta el cambio de tamaño, pero muy débilmente (el cambio de tamaño aparente es 1,04 veces), el cambio de color o brillo del disco lunar. prácticamente no afecta el tamaño aparente, y la presencia de una línea de horizonte o su modelo óptico (la teoría de la lejanía aparente y el tamaño relativo) conduce a un cambio aparente en el tamaño del disco por un factor de 1.3–1.6, y el la cantidad exacta de cambio depende de las características del paisaje.
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