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
Теория Луны, или почему наш спутник у горизонта гораздо больше, чем над головой
Москва, 16.06.2021, 17:20:01, редакция ПРОНЕДРА.РУ, автор Елена Черненко.
Ежемесячно мы можем видеть наш спутник Луну на небе «полнолицей». Иногда светило оказывается прямо над головой, а порою будто лежит на линии горизонта. И нам кажется, что во втором случае она бывает гораздо большего размера.
Ясно, что Луна не может быть то меньше, то больше в физическом смысле, но почему тогда создается такая оптическая иллюзия? О ней говорят многие ученые, а не только простые любители понаблюдать за ночным небом. К слову, такой же эффект мы наблюдаем, когда смотрим на восходящее или заходящее Солнце, а также на перемещающиеся по небосклону созвездия.
Теория кажущейся удалённости объясняет, почему Луна у горизонта больше, чем высоко в небе
Разницу в размерах Луны в зависимости от ее положения на небе заметили не мы, а еще наши далекие предки. Древнегреческий астроном и философ- стоик Клеомед за 200 лет до нашей эры упоминал в своих трудах о том, что Луна у горизонта кажется гораздо больше. Он объяснил, что наш мозг «видит» небо как купол, а не плоскость, потому для глаз все объекты вдали кажутся большими.
Луна возле линии горизонта обладает таким же видимым угловым диаметром, как и высоко в небе. Однако мозг отличает ее от объектов, располагающихся на земле, и компенсирует искажения перспективы.
Многие столетия ученые не могли дать точного объяснения этому феномену, и лишь в 1962 году стало ясно, что главную роль в восприятии размеров светила имеют наглядные ориентиры. То есть мы подсознательно сравниваем размер всего, что лежит перед нами на плоскости земли, с тем, что видим в конце перспективы. Так как мы знаем, что Луна находится условно у горизонта, мозг считает, что объект удален больше других. Но как только другие объект исчезают из поля зрения, Луна уже не так впечатляет своими размерами.
Противники этой теории доказали, что иллюзия размера Луны может и не зависеть от других объектов. Наблюдая за ней в темный светофильтр, ученые заметили, что светило вновь казалось большим у горизонта, притом что никаких земных объектов видно не было.
Теория о роли конвергенции глаз
В разные годы появлялись и другие теории, например, следующая. Так, размер Луны может зависеть от степени конвергенции глаз смотрящего. Когда человек поднял глаза на линию горизонта, усилились импульсы к конвергенции глаз, потому и появилась иллюзия.
А когда мы смотрим вверх, на небо, то глаза автоматически дивергируют. То есть нам может казаться, что Луна такая большая у горизонта, и такая маленькая высоко в небе по причине конвергенции глаз.
Но нашлись ученые, которые отвергли и эту теорию. В доказательство ее несостоятельности они привели простой пример. Когда Луна постепенно «набирает высоту», ее размеры начинают стремительно сокращаться, при этом человек еще не меняет положение головы и так же смотрит вперед.
Теория относительного размера
И все же ученые склонны считать, что все в этом мире относительно, кажущиеся размеры Луны в том числе. Мы обязательно сравниваем все, что видим. Луна у горизонта воспринимается не обособленно, ведь глаз также видит и постройки, деревья, горы. Именно на их фоне кажется, что ночное светило больше. А вот высоко в небе оно уже не так удивляет своими размерами, несмотря на то, что оно все равно гораздо больше для земного наблюдателя, чем любые планеты и звезды.
Эту проблему описали не только астрономы, но и психолог Герман Эббингауз. Он показал иллюзию с помощью обычных разноцветных кругов, нарисованных на листе. Слева располагался оранжевый круг в центре больших синих кругов, а справа — такой же оранжевый в окружении маленьких. Человеческий мозг воспринимает как объект большего размера тот, который справа. Это происходит потому, что мы невольно сравниваем его с фигурами, которые находятся в непосредственной близости. Но на самом деле оба оранжевых круга одного размера.
Этот же эффект происходит при наблюдении за Луной. На фоне земных объектов она всегда будет казаться больше, впрочем, это очень радует романтиков и мечтателей, ведь большая Луна — захватывающее зрелище.
Источник
Почему над горизонтом Луна кажется большой, а над головой — маленькой?
Всеми признанного объяснения не существует до сих пор, однако в любом случае ясно, что это иллюзия, причем иллюзия, возникающая в нашем мозгу. Никакая «рефракция» или «больший путь через атмосферу, который проходят горизонтальные лучи», не меняют зрительных размеров Луны, что демонстрируют и снимки — на них она одинаковая в любой точке небесной сферы. Соответственно, ретинальное изображение Луны (то есть ее отпечаток на сетчатке глаза) всегда одинаково, а вот мозг воспринимает его по-разному.
Долгое время полагали, что все дело в законах перспективы. Положите на фотографию, на которой запечатлена уходящая за горизонт дорога, два одинаковых бумажных кружка: один на место, находящееся ближе к наблюдателю, другой туда, где дорога пропадает вдали. На фоне снимка первый кружок будет казаться маленьким, а второй — большим. Может, и с Луной дело обстоит так же? Когда в поле зрения кроме Луны попадают другие объекты (лес, горы и так далее), находящиеся явно ближе нее, мозг воспринимает ее как более далекий, а значит, более крупный объект. На фоне же чистого неба Луна кажется более близкой, а значит, и меньшей по размеру. Но ведь на море тоже нет предметов, дающих представление о расстоянии. Тем не менее и моряки видят Луну над горизонтом большой.
Согласно теории, предложенной в начале 1960-х годов Ллойдом Кауфманом и Джеймсом Роком (впрочем, близкие идеи высказывал Леонард Эйлер, живший двумя столетиями ранее) и подтвержденной психологами экспериментально, мозг «полагает», что небесный купол представляет собой не правильную полусферу, а как бы приплюснутую. А раз так, то и объекты (ту же Луну) на горизонте он считает более удаленными, чем находящиеся в зените. И хотя глаз фиксирует один и тот же угловой размер Луны (около 0,5 градуса), мы автоматически вводим поправку на расстояние и получаем разные образы одного и того же объекта. А вот почему мы представляем сферу именно такой, исследователи пока объяснить не могут.
Источник
11 удивительных секретов Луны
Луна — самый близкий спутник человечества в нашем путешествии в космическом пространстве, а также единственное небесное тело, которое мы посещали. Тем не менее, несмотря на свою относительную близость к нам и кажущуюся простоту, наш спутник продолжает скрывать немало интересных тайн, и некоторые из них стоят того, чтобы о них узнать.
1. Лунотрясения
Несмотря на то, что, по сути, Луна — это просто мёртвый кусок скалы с крайне низкой геологической активностью, движения коры случаются и там. Называются они лунотрясениями (по аналогии с землетрясениями).
Существует четыре вида лунотрясений: первые три — глубокие лунотрясения, колебания от ударов метеоритов и тепловые лунотрясения, вызванные солнечной активностью, — относительно безопасны. А вот лунотрясения четвёртого вида могут быть довольно неприятными. Обычно они составляют до 5,5 баллов по шкале Рихтера — этого достаточно, чтобы начали дрожать небольшие объекты. Длятся такие толчки примерно по десять минут. По данным НАСА, такие лунотрясения заставляют нашу Луну «звенеть, как колокол».
Самое пугающее в этих лунотрясениях то, что у нас нет ни малейшего понятия о том, что именно их вызывает. Землетрясения на Земле, как правило, вызваны движением тектонических плит, но на Луне тектонических плит просто нет. Некоторые исследователи думают, что они могут иметь некоторую связь с приливной активностью Земли, которая как бы «тянет» Луну на себя. Однако теория ничем не подкреплена — приливные силы связаны с полнолуниями, а лунотрясения обычно наблюдаются в другое время.
2. Двойная планета
Большинство людей уверены, что Луна — это спутник. Тем не менее, многие утверждают, что Луна должна быть классифицирована как планета. С одной стороны, она слишком крупная для настоящего спутника — её диаметр равен четверти диаметра Земли, так что Луну можно назвать крупнейшим спутником в Солнечной системе, если учитывать это соотношение. У Плутона, правда, тоже есть спутник под названием Харон, диаметр которого равен половине диаметра самого Плутона. Только вот Плутон больше не считается настоящей планетой, так что Харон мы в расчёт принимать не будем.
Из-за своих больших размеров Луна на самом деле не находится на околоземной орбите. Земля и Луна вращаются друг вокруг друга и вокруг некоей точки в центре между ними. Эта точка называется барицентром, а иллюзия того, что Луна находится на орбите Земли, вызвана тем, что центр тяжести в настоящее время находится внутри земной коры. Именно этот факт и не позволяет классифицировать Землю с Луной как двойную планету, однако в будущем положение может измениться.
3. Лунный мусор
Всем известно, что человек на Луне был. Но не все знают, что Человек (специально напишем это слово с большой буквы) использовал Луну, как стандартное место для пикника — побывавшие на Луне астронавты оставили там немало мусора. Считается, что на поверхности Луны покоится около 181 437 кг искусственных материалов.
Разумеется, виноваты не только астронавты — специально они не разбрасывали по Луне обёртки от сэндвичей и банановые корки. Большая часть этого мусора осталась от различных экспериментов, космических зондов и лунных роверов, некоторые из которых функционируют до сих пор.
4. Лунная могила
Юджен «Джин» Шумейкер, известный астроном и геолог, в своих кругах является кем-то вроде легенды: он разработал методы научного исследования космического воздействия, а также придумал приёмы, которые астронавты «Аполлонов» использовали для исследования Луны.
Шумейкер сам хотел стать астронавтом, но не смог получить эту работу из-за незначительных проблем со здоровьем. Это оставалось самым большим разочарованием на протяжении всей его жизни, но Шумейкер, тем не менее, продолжал мечтать о том, что когда-нибудь всё же сможет сам посетить Луну. Когда он умер, НАСА выполнили его самое заветное желание и отправили его прах на Луну со станцией «Lunar Prospector» в 1998-м году. Его прах остаётся там, развеянный среди лунной пыли.
5. Лунные аномалии
На некоторых снимках, сделанных различными спутниками, видны очень странные вещи на поверхности Луны. Кажется, что на Луне есть искусственные конструкции, размер которых варьируется от совсем крошечных, обычно имеющих форму параллелепипеда, до «обелисков» не менее 1,5 км высотой.
Любители паранормальных явлений даже «нашли» среди этих объектов большой замок, «висящий» высоко над поверхностью Луны. Всё это как будто указывает на развитую цивилизацию, ранее жившую на Луне и якобы построившую сложные структуры.
НАСА никогда не опровергали эти странные теории, несмотря на то, что все снимки, скорее всего, подделаны приверженцами «теории заговора».
6. Лунная пыль
Одна из самых удивительных и вместе с тем самых опасных вещей на Луне — это лунная пыль. Как всем известно, песок проникает повсюду и на Земле, но пыль на луне — субстанция крайне опасная: она мелкая, как мука, но при этом очень грубая. Благодаря своей текстуре и низкой гравитации она проникает абсолютно куда угодно.
У НАСА были многочисленные проблемы, связанные с лунной пылью: она разрывала ботинки астронавтов почти полностью, проникала внутрь кораблей и скафандров и становилась причиной «лунной сенной лихорадки» у несчастных астронавтов, если те её вдыхали. Считается, что при длительном контакте с лунной пылью любой, даже самый прочный предмет может сломаться.
Да, кстати, эта дьявольская субстанция пахнет, как жжёный порох.
7. Трудности с низкой гравитацией
Хотя гравитация на Луне равняется только одной шестой от земной гравитации, двигаться по её поверхности — настоящий подвиг. Базз Олдрин говорил, что основать на Луне поселения будет чрезвычайно сложно: ноги астронавтов в громоздких скафандрах утопали в лунной пыли почти на 15 см.
Несмотря на низкую гравитацию, инерция человека на Луне высока, поэтому двигаться быстро или менять направление там сложно. Если астронавты хотели двигаться быстрее, им приходилось изображать из себя неуклюжих кенгуру, что тоже было проблемой, поскольку на Луне полно кратеров и других опасных объектов.
8. Происхождение Луны
Откуда взялась Луна? Простого и точного ответа нет, но, тем не менее, наука позволяет сделать несколько предположений.
Есть пять основных теорий о происхождении Луны. Теория деления утверждает, что Луна когда-то была частью нашей планеты и отделилась от неё на очень раннем этапе истории Земли — на самом деле Луна как раз могла бы находиться на месте современного Тихого океана. Теория захвата говорит, что Луна просто «скиталась» по Вселенной, пока не была захвачена земной гравитацией. Другие теории гласят, что наш спутник либо сформировался из обломков астероидов, либо остался от столкновения Земли с неизвестной планетой размером с Марс.
Самая достоверная на данный момент теория происхождения Луны называется Теорией Колец: протопланета (планета, которая только формируется) под названием Тейя столкнулась с Землёй, и образовавшееся после этого облако мусора в конечном итоге собралось вместе и превратилось в Луну.
9. Луна и сон
Влияние Луны и Земли друг на друга невозможно отрицать. Тем не менее, влияние Луны на людей является источником постоянных дискуссий. Многие считают, что полная луна является причиной странного поведения людей, но наука не может дать убедительных доказательств за или против этой теории. Зато наука согласна с тем, что луна может нарушить цикл человеческого сна.
Согласно эксперименту, проведённому в Университете Базеля в Швейцарии, фазы Луны влияют на циклы сна человека строго определённым образом. Хуже всего люди спят, как правило, именно в полнолуние. Эти результаты в полной мере могут объяснить так называемое «лунное безумие»: согласно эксперименту и уверениям многих людей, именно в полнолуние им чаще всего снятся кошмары.
10. Лунные тени
Когда Нил Армстронг и Базз Олдрин впервые ступили на Луну, они сделали удивительное открытие: тени на Луне гораздо темнее земных теней из-за отсутствия атмосферы. Все лунные тени — абсолютно чёрные. Как только астронавты шагали в тень, они больше не могли видеть собственные ноги, несмотря на ярко пылающий в небе солнечный диск.
Конечно, астронавты смогли приспособиться к этому, но такой контраст между тёмными и светлыми участками поверхности всё же остался проблемой. Астронавты заметили, что некоторые тени — а именно, их собственные — имеют гало. Позже они узнали, что жуткое явление объясняется эффектом оппозиции, при котором у некоторых тёмных теневых зон появляется яркий ореол, при условии, что наблюдатель смотрит на тени под определённым углом.
Тени Луны стали бичом многих миссий «Аполлон». Некоторые астронавты обнаружили, что выполнить задачи по обслуживанию корабля невозможно, потому что они не могли видеть, что делают их руки. Другие же думали, что случайно приземлились в пещере — такой эффект создавался из-за отбрасываемых склонами теней.
11. Лунный магнетизм
Одна из самых интересных тайн Луны состоит в том, что у Луны отсутствует магнитное поле. Удивительно то, что при этом камни, которые астронавты впервые привезли с Луны на Землю в 1960-х годах, магнитными свойствами обладали. Может, камни имеют инопланетное происхождение? Как они могут обладать магнитными свойствами, если на Луне нет магнитного поля?
За прошедшие годы наука установила, что магнитное поле у Луны когда-то было, но пока никто не может сказать, почему оно исчезло. Существует две основных теории: одна гласит, что магнитное поле исчезло из-за естественных движений железного ядра Луны, а вторая утверждает, что это может быть связано с серией столкновений Луны с метеоритами.
Источник