Горное небо - для вас!

О РАЗМЕРАХ СВЕТИЛ БЛИЗ ГОРИЗОНТА

Солнце и Луна на горизонте огромны. Почему?

"Настоящая причина увеличения размеров светил у горизонта окончательно еще не выяснена" - признает замечательный популяризатор научных знаний Я.И. Перельман в книге "Занете ли Вы физику?" (1935й год, издание второе, переработанное) и приводит цитаты из ленинградского популярно-научного журнала и из воспоминаний об А.П. Чехове его брата - в обоих случаях феномен объясняется "преломлением атмосферы".

"Бесспорно на этот вопрос... наука еще не дала, хотя и стремится разрешить его 2000 лет, со времен Птолемея" - сообщается 20 лет спустя в "Занимательной геометрии" того же Я.И. Перельмана (1955год, издание девятое). Здесь иллюзия увеличения светил у горизонта объясняется влиянием "кажущейся приплюснутости небесного свода": редактор книги рассуждает о различии в ориентации наших глаз, предлагает "Луну наблюдать лежа на спине" и отсылает читателя к психологам и физиологам; при этом он указывает, что в более ранних изданиях "Я.И. Перельман объяснял кажущееся увеличение Луны у горизонта тем, что у горизонта мы ее видим рядом с отдаленными предметами, а на пустом небесном своде видим ее одну".

Прошло еще много лет, и в издании 1989го года "Физический фейерверк" Дж. Уокера - те же высказывания: "Причины возникновения не выяснены, хотя он много обсуждался в литературе". И далее: "Видимо, ... эффект зависит от расстояния Луны до горизонта, когда Луна высоко над горизонтом, она представляется нам имеющей свой истинный угловой размер (около 0,5гр). Когда же Луна опускается к горизонту и расстояние между ней и горизонтом (или какими-то объектами на горизонте) уменьшается, она кажется больше". Но это же наблюдательный эффект, а не его объяснение!

Опрос наблюдателей этого явления дал большой разброс мнений, чаще всего упоминались предметы на горизонте (а на море как?); те же кто были ближе к астрономии большей частьюговорили об атмосферной толще и рефракции (которая, кстати, уменьшает вертикальный размер!).

Попыток объяснения рассматриваемого явления много. Вот еще одна.

Известно, что угловые размеры видимых предметов уменьшаются при увеличении расстояния до них. Следствием этого является эффект перспективы, когда одинаковые по линейным размерам предметы представляются уменьшающимися с увеличением дистанции: столбы и деревья вдоль дорог, шпалы и рельсы, облака в небе и волны на море, все "понижается", "сужается" и "укорачивается" по мере удаления к горизонту.

"Сближаясь", уходят к горизонту земная поверхность и "облачный потолок", "мельчают" видимые детали их. По видимым размерам удаленных предметов подсознательно (и не только) оценивается расстояние до них - и наоборот: далекие предметы должны выглядеть мельче.

Фотоаппарат, как и глаз, строит изображение в конической проекции в перспективе. На правой половине снимка ряд фонарей дает весьма явственную перспективу. Но ощущение горизонтальной перспективы сохраняется и при отсутствии подобных "опорных предметов": несмотря на кажущуюся "бесперспективность" левой половины снимка, горизонт остается "очень далеко", и при прикрытых фонарях  иллюзия "огромного Солнца" у горизонта сохраняется. Оба Солнца на снимке - одинакового размера, Солнце не подчиняется законам земной перспективы.

Перспектива - не кажущийся эффект, она объективна: объектив или геометрия легко подтверждают это. Субъективное, приобретенное с опытом ощущение горизонтальной перспективы сохраняется и в отсутствие "облачного потолка" или уменьшающихся "опорных предметов", например при гладком море под безоблачным небом.

В отличие от земных предметов, Солнце и Луна имеют практически постоянные угловые размеры, они примерно равны 0,5 град и не зависят от положения светила - над головой или у горизонта. Это "неподчиненные законам перспективы" и является причиной того, что уходящие к горизонту Солнце и Луна кажутся огромными и не уменьшаются подобно уплывающим вдаль воздушным шарам.

Справедливость сказанного о размерах светил можно подтвердить многими способами. Например, быстро взглянув на заходящее Солнце, перевести взгляд на высокую Луну и сравнить с ней отпечаток в глазу. Еще более убедителен эксперимент с зеркальцем (или плоским стеклом): глядя одним глазом на высокую Луну, во второй глаз направить зеркалом изображение низкого Солнца, поместив его рядом с Луной - размеры их окажутся примерно одинаковыми и "маленькими". Любопытно отметить такой эффект: опуская зеркальцем изображение Луны к заходящему Солнцу, можно увидеть как Луна "увеличивается в размере"!

Если верить романами Рони-Старшего "Борьба за огонь" и др. где многократно говорится об увеличении солнца у горизонта, наши далекие предки уже имели ощущение перспективы!

P.S. Это явление также известно под названием "лунная иллюзия".

Лагутин А.Ф. 2001г.

"Почему у горизонта Луна больше"