H ψευδαίσθηση της Σελήνης

του Χρήστου Σωτηρόπουλου & Δημήτρη Νικολαιΐδη

Πόσες φορές έχετε πετύχει την Πανσέληνο να ανατέλλει πάνω από την θάλασσα, πίσω από δέντρα ή κτήρια και να ενθουσιαστείτε με το μέγεθος της. Έχετε πέσει και εσείς θύματα της ψευδαίσθησης της Σελήνης.

Η Πανσέληνος πάνω από το Μάντσεστερ του Μαίρυλαντ. Φώτο: Edmund E. Kasaitis

Οι παρατηρητές του ουρανού γνωρίζουν εδώ και χιλιάδες χρόνια ότι το φεγγάρι χαμηλά στον ορίζοντα φαίνεται να είναι υπερφυσικά μεγάλο. Στην αρχή οι αστρονόμοι νόμιζαν ότι η ατμόσφαιρα πρέπει να μεγεθύνει το φεγγάρι κοντά στον ορίζοντα αλλά οι φωτογραφικές κάμερες έδειξαν ότι δεν ισχύει κάτι τέτοιο. Στο φιλμ το φεγγάρι έχει το ίδιο μέγεθος ανεξάρτητα με το ύψος που βρίσκεται. Δείτε το παράδειγμα. Προφανώς μόνο οι άνθρωποι βλέπουν τεράστια φεγγάρια.

H ανατολή της Σελήνης πάνω από το Seatle. Φωτο: Apod

Τελικά είμαστε τρελοί;
Μετά από όλα αυτά τα χρόνια, οι επιστήμονες ακόμα δεν είναι σίγουροι.
Αν κοιτάξει κανείς το φεγγάρι, οι κοσμικές ακτίνες από το σεληνόφως συγκλίνουν και αποτελούν μια εικόνα με εύρος περίπου 0,15 mm επάνω στον αμφιβληστροειδή στο πίσω μέρος του ματιού σας. Το φεγγάρι που βρίσκεται χαμηλά, και το φεγγάρι που βρίσκεται ψηλά στον ορίζοντα δημιουργούν ακριβώς το ίδιο εύρος εικόνας επάνω στον αμφιβληστροειδή του ματιού μας αλλά ο εγκέφαλος μας ακόμα επιμένει ότι το ένα φεγγάρι είναι μεγαλύτερο από το άλλο. Άντε να βγάλεις άκρη.

Μία παρόμοια ψευδαίσθηση ανακάλυψε το 1913 ο Μάριο Πόνζο που σχεδίασε δύο πανομοιότυπες μπάρες κατά μήκος δύο συγκλινόντων γραμμών όπως μιας σιδηροδρομικής γραμμής. Η κίτρινη μπάρα φαίνεται πιο φαρδιά επειδή απλώνεται σε μεγαλύτερη φαινομενική απόσταση ανάμεσα στις σιδηρογραμμές δημιουργώντας την "ψευδαίσθηση του Πόνζο"

Μερικοί ερευνητές πιστεύουν ότι η ψευδαίσθηση της Σελήνης είναι η η ψευδαίσθηση του Πόνζο με τα δέντρα και τα σπίτια να παίζουν τον ρόλο των συγκλινόντων γραμμών του Πόνζο. Τα αντικείμενα που βρίσκονται μπροστά της κάνουν τον εγκέφαλο να νομίζει ότι το φεγγάρι είναι μεγαλύτερο από την πραγματικότητα.

Αλλά εδώ υπάρχει ένα πρόβλημα. Πιλότοι αεροσκαφών σε πολύ μεγάλα ύψη έχουν ακριβώς την ίδια εμπειρία της τεράστιας Σελήνης χωρίς να υπάρχουν κάποια φυσικά εμπόδια μπροστά της. Τι είναι αυτό που μπερδεύει τα μάτια τους;

Ίσως έχει να κάνει με το σχήμα του ουρανού. Αναλαμβάνουμε τον ουρανό ως ένα επίπεδο θόλο με το ζενίθ κοντά και τον ορίζοντα πολύ μακριά. Έχει νόημα. Πουλιά που πετάνε από πάνω μας είναι πιο κοντά από αυτά που πετάνε στον ορίζοντα.  Όταν το φεγγάρι είναι κοντά στον ορίζοντα, ο εγκέφαλος δεν υπολογίζει σωστά την πραγματική απόσταση και μέγεθος της Σελήνης.

Το μοντέλο του "επίπεδου ουρανού" για την ψευδαίσθηση της Σελήνης των Lloyd Kaufman and James H. Kaufman.

Δείτε την φωτογραφία παρακάτω:

Φώτο: Χρήστος Κωτσιόπουλος

Ο Χρήστος τράβηξε την Πανσέληνο στις 22 Ιανουαρίου στην ανατολή της και 8 ώρες αργότερα όταν είχε ανέβει αρκετά ψηλά. Το μέγεθος της είναι το ίδιο.

*** - Γράφει ο Δημήτρης Νικολαΐδης - ***

Το πολύ "μεγάλο μέγεθος" που εμφανίζεται να έχει η Σελήνη όταν βρίσκεται χαμηλά στον ορίζοντα, είναι ένα από τα πιο μεγάλα ερωτήματα και πιο παλαιά φαινόμενα, στα οποία έχουν κληθεί να απαντήσουν οι άνθρωποι, αλλά δυστυχώς μέχρι και σήμερα παραμένει αναπάντητο σε μεγάλο βαθμό. Το ίδιο ακριβώς φαινόμενο άλλωστε, εμφανίζεται όταν ο Ήλιος βρίσκεται χαμηλά κατα το ηλιοβασίλεμα.

Ας εξετάσουμε το θέμα από την μεριά της φυσικής επιστήμης.

 Το πόσο θα σκεδαστούν και θα διαθλαστούν οι ακτίνες φωτός που έρχονται από την Σελήνη ή τον Ήλιο, εξαρτάται από το μήκος της διαδρομής που θα διανύσουν μέσα στη γήινη ατμόσφαιρα. Όσο μεγαλώνει το μήκος της διαδρομής του φωτός, τόσο η σκέδαση όσο και η διάθλαση αυξάνονται αντίστοιχα. 

Όταν η Σελήνη και ο Ήλιος βρίσκονται περίπου 10^ο πάνω από τον ορίζοντα, τόσο φαίνεται να μεγαλώνει ο δίσκος τους απ΄ ότι θα φαινόταν αν βρισκόταν ψηλά στον ορίζοντα. Μια υπόθεση - θεωρία υποστηρίζει λοιπόν ότι από την στιγμή που η σκέδαση και η διάθλαση γίνονται μεγαλύτερες, το φως διασκορπίζεται περισσότερο, με αποτέλεσμα οι ακτίνες που φτάνουν στα μάτια μας να προέρχονται από μεγαλύτερη επιφάνεια (έκταση) του ουρανού. Είναι προφανές ότι η φαινόμενη μεγέθυνση εξαρτάται άμεσα από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες (δηλαδή την πυκνότητα της ατμόσφαιρας) που επικρατούν στα διάφορα τμήματά της απ΄ όπου διέρχεται το φως.

 Ας δούμε τις διαφορές των αποστάσεων που διανύει το φως με ένα παράδειγμα: Αν ο Ήλιος βρίσκεται κατακόρυφα πάνω από τον παρατηρητή, τότε η απόσταση που πρέπει να διανύσει το φως από την περιοχή πίεσης των 300mb μέχρι να φτάσει στα μάτια του, είναι 9.300 μέτρα, ενώ η αντίστοιχη διαδρομή που καλύπτει το φως του Ήλιου όταν βρίσκεται πάνω από τον ορίζοντα 5^ο είναι 107.000 μέτρα στην ίδια περιοχή πίεσης των 300mb.

 Αρκετοί είναι αυτοί που υποστηρίζουν ότι οι προναφερόμενες διαφορές στις διαδρομές του φωτός είναι μια πειστική απάντηση ικανή να ερμηνεύσει το γιατί η Σελήνη και ο Ήλιος φαίνονται "μεγαλύτεροι¨ όταν βρίσκονται χαμηλά στον ορίζοντα. Αντίθετα αρκετοί επιστήμονες φέρνουν αντιρρήσεις για την παραπάνω εκδοχή, αφού έχοντας πραγματοποιήσει τους αντίστοιχους υπολογισμούς για τα ποσοστά της μεγέθυνσης, καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι οι υπολογιζόμενες μεγεθύνσεις δεν είναι ικανές για να ερμηνεύσουν την τεράστια νέα Σελήνη, που όλοι μας έχουμε δει κάποια στιγμή να ανατέλλει κοντά στον ορίζοντα, ενώ σε μια ώρα "μαζεύει" το μέγεθός της όσο ανεβαίνει ψηλά στον ουρανό.

 Οι περισσότεροι σήμερα επιστήμονες πιστεύουν ότι το φαινόμενο της τεράστιας Σελήνης, οφείλεται αποκλειστικά και μόνο σε κάποιους ψυχοφυσικούς νόμους με βάση τους οποίους ο εγκέφαλός μας αντιλαμβάνεται τον ορίζοντα. Προτείνουν μάλιστα την διεξαγωγή εκ μέρους μας ενός πολύ απλού πειράματος με το οποίο διαπιστώνεται η ψευδαίσθηση. Κρατείστε μια γόμα από την μέση έχοντας εκτεταμένο τον βραχίονα σας και κοιτάξτε την Σελήνη ώστε η διάμετρός της να είναι ίδια με το μήκος της γόμας. Θα διαπιστώσετε με αυτό το πείραμα ότι το γωνιακό μέγεθος της Σελήνης, είτε βρίσκεται χαμηλα είτε ψηλα στον ορίζοντα παραμένει το ίδιο. ΠΡΟΣΟΧΗ ΜΗΝ ΚΑΝΕΤΕ ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΒΛΕΠΟΝΤΑΣ ΤΟΝ ΗΛΙΟ.  Επίσης η αποτύπωση της εικόνας της Σελήνης σε φωτογραφικό φιλμ, δεν μας δίνει διαφορετική διάμετρο ανεξάρτητα από το ύψος που αυτή βρίσκεται.

Η ψευδαίσθηση της μεγάλης Σελήνης βρίσκεται αποκλειστικά και μόνο στον εγκέφαλό μας. Σύμφωνα με την πιο διαδεδομένη θεωρία, έχει να κάνει με το γεγονός ότι ο εγκέφαλός μας αντιλαμβάνεται τον ουρανό σαν ένα ρηχό ανεστραμμένο μπολ που έχει σύνορα. Ο εγκέφαλος μας, μας μεταφέρει επιπλέον την εικόνα ότι ο ουρανός στον ορίζοντα βρίσκεται μακρύτερα σε σχέση με τον ουρανό πάνω από το κεφάλι μας. Αλλά ο εγκέφαλός, μας ξεγελά ακόμα περισσότερο: Όταν αντικρίζουμε δύο αντικείμενα με ίσα γωνιακά μεγέθη, το πιο μακρινό το εκλαμβάνουμε και ως μεγαλύτερο. Η ψευδαίσθηση αναφέρεται ως οφθαλμαπάτη του Ponzo και ο Χρήστος έχει αναφέρει ένα απτό παράδειγμα στο κείμενό του.
 
 Υπάρχει όμως άλλη μια ψυχολογική ερμηνεία που έχει σχέση με τις αντιθέσεις των γωνιακών μεγεθών. Όταν η Σελήνη βρίσκεται χαμηλά στον ορίζοντα, η σύγκριση που πραγματοποιεί ο εγκέφαλός μας, μεταξύ των μεγεθών Σελήνη και γήινων αντικειμένων που βρίσκονται στο ίδιο οπτικό πεδίο με αυτή είναι αυθόρμητη. Ενώ η Σελήνη έχει ένα γωνιακό μέγεθος της τάξης της 1/2^ο, τα υπόλοιπα αντικείμενα έχουν σημαντικά μικρότερα γωνιακά μεγέθη. Στα συγκρινόμμενα με τη Σελήνη μεγέθη περιλαμβάνεται και η μικρή γωνιακή απόσταση από την γραμμή του ορίζοντα. Σε αντίθεση τώρα, όταν η Σελήνη βρίσκεται ψηλά στο ζενίθ, τα πιθανώς ευρισκόμενα κοντινά σύννεφα και η γύρω από την Σελήνη περιοχή του ουρανού έχουν γωνιακά μεγέθη μεγαλύτερα της 1/2 ^ο. Η αντίθεση στο μυαλό μας της Σελήνης και των "κοντινών" επίγειων αντικειμένων είναι αυτή που δημιουργεί την αίσθηση της σημαντικά μεγαλύτερης Σελήνης έναντι των υπολοίπων.

 Συμπερασματικά αναφέρουμε ότι έχουν προταθεί γύρω στις δέκα ψυχολογικές θεωρίες που εξηγούν την οφθαλμαπάτη της Σελήνης χωρίς καμιά να έχει καταστεί απολύτως πειστική.

Πηγή :sfak.org