Laupäev, 12. oktoober 2019

Illusioon Kuu suuruse muutusest

Kindlasti on paljud teist märganud, et äsja tõusev või loojuv Kuu paistab horisondi kohal oluliselt suurem kui kõrgel taevas. Mõne lihtsa katse abil võib aga tõestada, et tegelikult Kuu suurus olenevalt kõrgusest ei muutu.* Tegemist on puhtakujulise optilise illusiooniga, mida tunti juba väga ammustest aegadest, aga mida pole siiani täielikult seletatud.
Kuu suuruse näilisest muutusest kirjutas esimesena Aristoteles 330 aastat e.m.a. Tollal arvati, et atmosfäär võib toimida Kuud suurendava läätsena (kuigi ilmselgelt see ei saa tõsi olla) või siis on tegu "näiliseks kauguseks" nimetava efektiga. Seni on lisaks eelmainutule välja pakutud ligi veerandsada erinevat seletust, millest ühtki ei saa nimetada lõplikuks. Ühes tõsiasjas ollakse aga ühel meelel - see kõik on meie peades. Järgnevalt lähemalt kolmest kõige enimaksepteeritud seletusest.
Horisondi kohal asuv Kuu tundub enamikele inimestele oluliselt suuremana kui kõrgel taevas. Tegemist on aga illusiooniga, kuna ta suurus tegelikult ei muutu. Punakas värvus tuleneb atmosfääritiheduse kasvust horisontaalses vaatesihis (nagu päikeseloojang on punakas).
Näilise kauguse hüpotees. Selle seletuse pakkusid välja geotsentrilise maailmamudeli looja Ptolemaios ja kreeka astronoom Cleomedes meie ajaarvamise esimestel sajanditel. Araabia astronoom ja matemaatik Ibn al-Haytham selgitas sama asja pea kaheksa sajandit hiljem lähemalt. See kõlab umbes nii: igapäeva elus me teame, et näiteks linnud me pea kohal asuvad meile lähemal kui linnud kaugel horisondi kohal. Ühesõnaga peavad lähemad objektid meile tunduma suuremad. Seega meie aju eeldab, et horisondi lähedal asuv Kuu asub kaugemal ja peaks seetõttu tunduma kõvasti väiksem. Tegelikult ta suurus meie silma võrkkestal ei muutu ning aju püüdes tajukonfliktist välja tulla loob meile illusiooni, et järelikult on Kuu vahepeal suuremaks muutunud. Seda efekti illustreerib hästi nn Ponzo illusioon (vt. alt).
Ponzo illusioon. Automaatselt tekib tunne, et alumine Kuu on meile lähemal. Ülemine Kuu, mis peaks kaugemal asuma tundub aga suurem. Tegelikult on Kuud sama suured.
Veel üks Ponzo illusioon. Tahtmatult tundub, et kõige tagumine auto on kõige suurem, kuigi tegelikult on nad kõik sama suured. Aju eeldab, et tagumine peaks olema kõige väiksem, kuna aga meie silmas nende suurus ei muutu, ütleb aju iseenesele, et järelikult on viimane esimestest suurem ja jätab reaalsust moonutades meile sellise mulje.
Suhtelise suuruse hüpotees. Lähedalt Ebbinghausi illusiooniga (vt. alt pilti) seotud seletus ütleb, et me ei hinda asjade suurust mitte ainult selle põhjal millise ala need meie silma võrkkestal hõivavad, vaid millised objektid selle lähedal asuvad. Horisondi lähedal asuva Kuu puhul saame me tema suurust hinnata kauguses paistvate ja seega suhteliselt pisikestena paistvate puude, hoonete ja maamärkide järgi. Otse üles taevasse jõllitades ei ole meil mingit võrdlust. Samas piloodid, kellel on võrdluseks tuua vaid horisont ise, väidavad, et Kuu illusioon on kõrgelt nähtuna sama tugev. See justkui näitaks, et rolli mängib rohkem näiline kaugus, mida omakorda võimendab meie intuitiivne ettekujutus taevavõlvi kuju kohta (vt. alt pilti). Nimelt ei tundu meile igapäeva elus, et taevas on täiusliku poolkera kujuline, vaid tugevalt lapik ja kauguses kergelt kaarduv. Horisondi lähedal asuvad objektid peaksid selle järgi eriti kaugel asuma, mistõttu puhutakse muutumatu suurusega objekt aju poolt sama palju näiliselt suuremaks.
Ebbinghausi illusioon. Viie ringi poolt ümbritsetud ringid on nii all kui ülal sama suured.
Me ei kujuta taevast ette mitte poolkerana (milline see peaks tegelikult olema), vaid tugevalt lapiku kuplina. Selle ettekujutuse kohaselt peaks madalal olev Kuu olema kõvasti kaugemal. Aga mitte tegelikult ja aju mängib meile vingerpussi.
Vaatenurga hüpotees. Kuu näilise suuruse muutus on seotud silmade asendiga pea suhtes. Selle seletusega on aga tõsiseid probleeme. Näiteks kui horisondi lähedal asuvat Kuud vaadata langetatud peaga ei tundu illusioon väga muutuvat. Samas kui vaadata samas asukohas asuvat kuud kummargil jalge valgelt, väheneb see oluliselt. Samas viimasel juhul on pilt su võrkestal 180 kraadi pööratud.
Seda, et me ei näe maailma mitte sellisena nagu see tegelikult on, vaid sellisena nagu meie aju seda serveerib, demonstreerib hästi viis kuidas me tajume ruute ja ristkülikuid. Mõelge, ruuduna peaksime me ruutu nägema ainult siis kui me seisame otse selle ees. Muudel juhtudel peaksime me nägema väljavenitatud külgedega trapetsit. Ometigi on väga raske pildiraami kõrvalt vaadates mitte näha ristkülikut.
Kas Kuu on tõesti sama suurusega? Kõige lihtsam on teha kaks fotot ühe ja sama kaameraga Kuust horisondil ja kõrgel pea kohal (samal päeval). Kui fotosid võrrelda saab selgeks, et Kuu läbimõõt ei ole muutunud. Teine viis on võtta paberileht ja see rulli keerata. Sihi pabertoru horisondil asuva Kuu peale, muuda selle läbimõõtu vastavalt ja teibi toru kinni. Mõned tunnid hiljem võta sama toru ja võrdle, kas midagi on muutunud.

Võrreldavate suuruste illusioon. Kauged pilved muutuvad tõepoolest väiksemaks, aga mitte Kuu.
*kuna Kuu kaugus Maast kuutsükli jooksul muutub, muutub ka selle näiv läbimõõt umbes 14% piires. Ühe ööpäeva jooksul on see muutus aga väga väike ja see ei saa illusiooni põhjuseks olla. Kusjuures tõusev Kuu on Maa raadiuse võrra vaatlejast kaugemal ja selle läbimõõt on umbes 1,5% väiksem kui seniidis.
Täna tõuseb Kuu umbes kell 18:40 idast ja jõuab oma kõrgemasse punkti südaöö paiku.

Kommentaare ei ole:

Postita kommentaar