Ilusão da lua - Moon illusion

Este artigo é sobre a ilusão de que a Lua parece maior perto do horizonte. Para a ilusão em que a fonte de iluminação aparente não corresponde à posição do Sol no céu, consulte o terminador lunar .

Uma lua cheia

A ilusão da Lua é uma ilusão de ótica que faz com que a Lua pareça maior perto do horizonte do que mais alto no céu . É conhecido desde os tempos antigos e registrado por várias culturas. A explicação dessa ilusão ainda é debatida.

Prova de ilusão

O ângulo que a Lua cheia subtende no olho do observador pode ser medido diretamente com um teodolito para mostrar que ele permanece constante enquanto a Lua sobe ou desce no céu. Fotografias da Lua em diferentes elevações também mostram que seu tamanho permanece o mesmo. Uma maneira simples de demonstrar que o efeito é uma ilusão é segurar uma pequena pedra (digamos, 0,33 polegadas ou 8,4 milímetros de largura) no comprimento do braço (25 polegadas ou 640 milímetros) com um olho fechado, posicionando a pedra de modo que cubra ( eclipses) a lua cheia quando alta no céu noturno. Então, quando a lua aparentemente muito grande está no horizonte, a mesma pedra também a cobrirá, revelando que não houve mudança no tamanho da lua, porque a pedra ainda cobrirá a lua.

Entre as diferentes luas cheias, o diâmetro angular da Lua pode variar de 29,43 minutos de arco no apogeu a 33,5 minutos de arco no perigeu - um aumento de cerca de 14% no diâmetro aparente ou 30% na área aparente. Isso ocorre por causa da excentricidade da órbita da Lua .

Possíveis explicações

A Lua parece maior perto de edifícios distantes do que os próximos neste horizonte simulado

O tamanho de um objeto visualizado pode ser medido objetivamente como um tamanho angular (o ângulo visual que ele subtende no olho, correspondendo à proporção do campo visual que ocupa), ou como tamanho físico (seu tamanho real medido em, digamos, metros). O tamanho percebido está apenas vagamente relacionado a esses conceitos, entretanto. Por exemplo, se dois objetos familiares idênticos são colocados a distâncias de cinco e dez metros, respectivamente, então o objeto mais distante subtende aproximadamente metade do ângulo visual do objeto mais próximo, mas é normalmente percebido como sendo do mesmo tamanho (um fenômeno referido como constância de tamanho ), não como metade do tamanho. Inversamente, se o objeto mais distante subentendeu o mesmo ângulo que o objeto mais próximo, ele é normalmente percebido como duas vezes maior.

Uma questão a respeito da ilusão da Lua, portanto, é se o horizonte da Lua parece maior porque seu tamanho angular percebido parece maior, ou porque seu tamanho físico percebido parece maior, ou alguma combinação de ambos. Atualmente não há consenso sobre este ponto. A pesquisa mais recente sobre a ilusão da Lua foi conduzida por psicólogos especializados em percepção humana. O livro de 1989, The Moon Illusion , editado por Hershenson, oferece cerca de 24 capítulos escritos por vários pesquisadores de ilusão que chegaram a diferentes conclusões. Depois de revisar as muitas explicações diferentes em seu livro de 2002 O mistério da ilusão da lua , Ross e Plug concluem que "nenhuma teoria saiu vitoriosa". Eles argumentam que o tamanho da ilusão é variável, mas geralmente é um aumento aparente no diâmetro de cerca de 50 por cento. O fator mais importante é a visão do terreno, mas há uma pequena contribuição de outros fatores como o ângulo de visão, postura e movimentos dos olhos.

Refração e distância

Ptolomeu tentou explicar a ilusão da Lua através da refração atmosférica no Almagesto , e mais tarde (na Óptica ) como uma ilusão de ótica devido à distância aparente , ou a dificuldade de olhar para cima, embora as interpretações do relato na Óptica sejam contestadas. Da mesma forma, Cleomedes (cerca de 200 DC), em seu livro sobre astronomia, atribuiu a ilusão tanto à refração quanto às mudanças na distância aparente. No Livro de Óptica (1011–1022 DC), Ibn al-Haytham (Alhazen) repetiu a refração como uma explicação, mas também propôs uma explicação mais detalhada baseada em objetos intervenientes e distância aparente.

Por meio de trabalhos adicionais (de Roger Bacon , John Pecham , Witelo e outros) baseados na explicação de Ibn al-Haytham, a ilusão da Lua passou a ser aceita como um fenômeno psicológico no século XVII.

Hipótese de distância aparente

As nuvens perto do horizonte estão normalmente mais distantes do observador, enquanto as altas no céu estão mais perto, dando a impressão de uma superfície plana ou suavemente curvada

Uma teoria da distância aparente, evidentemente, foi claramente descrita pela primeira vez por Cleomedes por volta de 200 DC. A teoria propõe que a Lua do horizonte parece maior do que a Lua do zênite porque parece mais distante. Ibn al-Haytham foi mais específico: seu argumento era que julgar a distância de um objeto depende de haver uma sequência ininterrupta de corpos intermediários entre o objeto e o observador; no entanto, uma vez que não há objetos intermediários entre a Terra e a Lua, a distância percebida é muito curta e a Lua parece menor do que no horizonte. Os pesquisadores argumentaram que a hipótese da distância aparente é cientificamente problemática porque explica as percepções como consequências das percepções: a Lua parece mais distante porque parece maior. No entanto, provavelmente existem processos internos complexos por trás desse relacionamento.

Em 1813, Schopenhauer escreveu sobre isso, que a ilusão da Lua é "puramente intelectual ou cerebral e não óptica ou sensual". O cérebro pega os dados dos sentidos que são dados a ele do olho e apreende uma grande Lua porque "nosso entendimento intuitivo considera tudo o que é visto na direção horizontal como sendo mais distante e, portanto, maior do que os objetos que são vistos em uma direção vertical. " O cérebro está acostumado a ver objetos de tamanho terrestre em uma direção horizontal e também como eles são afetados pela perspectiva atmosférica, de acordo com Schopenhauer.

Um diagrama da Lua visto contra uma nuvem do mesmo tamanho, em diferentes alturas no céu. Quando a Lua está alta, as nuvens contra a qual ela está voltada estão mais próximas do observador e parecem maiores. Quando a Lua está baixa no céu, as mesmas nuvens estão mais distantes e parecem menores, dando a ilusão de uma Lua maior.

Se a Lua for percebida como estando na vizinhança geral das outras coisas vistas no céu, seria de se esperar que ela também recuasse à medida que se aproximasse do horizonte, o que deveria resultar em uma imagem retiniana menor . Mas, como sua imagem retiniana tem aproximadamente o mesmo tamanho, esteja perto do horizonte ou não, o cérebro, tentando compensar a perspectiva , presume que uma lua baixa deve ser fisicamente maior.

Extensos experimentos em 1962 por Kaufman e Rock mostraram que um fator causal crucial na ilusão é uma mudança no padrão de sinais de distância, comparável à ilusão de Ponzo . A Lua do horizonte é percebida como no final de um trecho de terreno recuando na distância, acompanhada por árvores distantes, edifícios e assim por diante, todos os quais indicam que deve estar muito longe, enquanto essas pistas estão ausentes do lua do zênite. Experimentos de muitos outros pesquisadores encontraram o mesmo resultado; ou seja, quando pistas pictóricas a uma grande distância são subtraídas da vista do grande horizonte da Lua, ela parece menor. Quando pistas pictóricas para uma distância maior são adicionadas à vista da Lua zenital, ela parece maior.

Um problema potencial para a teoria da distância aparente é que poucas pessoas (talvez cerca de 5%) percebem o horizonte da Lua como sendo maior e mais distante. De fato, a maioria das pessoas (talvez 90%) diz que a Lua do horizonte parece maior e mais próxima do que a Lua do zênite (Boring, 1962; Hershenson, 1982; McCready, 1965, 1986; Restle, 1970). A maioria do restante diz que parece maior e quase à mesma distância do zênite da Lua, com algumas pessoas relatando nenhuma ilusão lunar. No entanto, a resposta de que o horizonte da Lua parece maior, mas não mais próximo do que o zênite da Lua pode ser porque a lógica do observador confunde sua percepção; porque o observador sabe que a Lua não pode estar fisicamente mais distante, eles não estão conscientes da percepção. Isso é reforçado pela ideia de que o cérebro não percebe conscientemente a distância e o tamanho, pois a consciência espacial é uma cognição retinocortical subconsciente. Em consonância com a possibilidade de que a distância relatada da Lua seja devido à lógica, ao invés da percepção, está a descoberta de que esses relatórios variados - com alguns relatando distâncias mais próximas e outros não - são provavelmente devido a vieses de resposta. No entanto, a explicação da aparente distância é a mais encontrada nos livros didáticos.

Hipótese de tamanho relativo

A ilusão de Ebbinghaus . O círculo central inferior rodeado por pequenos círculos pode representar a Lua do horizonte acompanhada por objetos de menor extensão visual, enquanto o círculo central superior representa a lua zenital cercada por extensões de céu de maior extensão visual. Embora os dois círculos centrais tenham realmente o mesmo tamanho, o inferior parece maior para muitas pessoas.

Historicamente, a alternativa mais conhecida para a teoria da "distância aparente" tem sido uma teoria do "tamanho relativo". Isso afirma que o tamanho percebido de um objeto depende não apenas de seu tamanho retinal, mas também do tamanho dos objetos em seu ambiente visual imediato. No caso da ilusão da Lua, os objetos nas proximidades do horizonte da Lua (ou seja, objetos no ou perto do horizonte) exibem um detalhe fino que faz a Lua parecer maior, enquanto o zênite da Lua é cercado por grandes extensões de céu vazio que o fazem parecer menor.

O efeito é ilustrado pela ilusão clássica de Ebbinghaus , onde um círculo parece maior quando cercado por círculos menores do que quando cercado por círculos maiores.

Hipótese do ângulo de visão

De acordo com a hipótese do "ângulo de visão", a ilusão da Lua é produzida por mudanças na posição dos olhos na cabeça que acompanham as mudanças no ângulo de elevação da Lua. Embora já tenha sido popular, essa explicação não tem mais muito suporte. Olhando através das pernas para o horizonte, a Lua reduz a ilusão visivelmente, mas isso pode ser porque a imagem na retina está invertida. Levantar os olhos ou inclinar a cabeça quando em uma postura ereta dá apenas uma pequena redução na ilusão.

Referências históricas

Immanuel Kant refere-se à ilusão da Lua em seu texto de 1781, Crítica da Razão Pura , quando escreve que "o astrônomo não pode evitar ver a lua maior ao nascer do que algum tempo depois, embora não se deixe enganar por essa ilusão". Schopenhauer (1813) foi citado acima. Wade resume brevemente as referências históricas à ilusão da lua, começando com Aristóteles ; ele lista citações de Aristóteles (~ 330 aC), Ptolomeu (~ 142, 150), Ibn al-Haytham (Alhazen) (1083), John Pecham (~ 1280), Leonardo da Vinci (~ 1500), René Descartes (1637) , Benedetto Castelli (1639), Pierre Gassendi (1642), Thomas Hobbes (1655), J. Rohault (1671), Nicolas Malebranche (1674), William Molyneux (1687), J. Wallis (1687), George Berkeley (1709) , JT Desaguliers (1736), W. Porterfield (1737), R. Smith (1738), CN Le Cat (1744), D. Hartley (1749), Thomas Young (1807) e Carl Friedrich Gauss (1830).

Referências

Leitura adicional

links externos