Иллюзия освещённой Луны

Глава 1.

Если вы ещё никогда не обращали внимание на то, как освещена половинка Луны Солнцем, в то время, когда их можно наблюдать на небе одновременно, то понаблюдайте. Тогда вы узнаете об одной интересной иллюзии… Можно для удобства выбрать такое время, когда Луна находится высоко на небе, а Солнце восходит или заходит. Для наших рассуждений мы выберем время захода. Итак, Луна высоко на небе, а Солнце заходит (рис. 1).  Если провести воображаемую прямую линию от Солнца до Луны (линия 3), то можно отметить, что Луна освещена не так как нужно. Луна будет освещена так, как если бы Солнце было выше (линия 4).
Прежде чем читать эту статью дальше, рекомендую понаблюдать эту иллюзию лично и поразмыслить над тем, почему Луна так странно освещена.
Ну а те, кто знаком с этой иллюзией, и не знает как её объяснить, могут продолжить чтение.

Когда мы смотрим на небо и видим Луну и Солнце, у нас нет ориентиров, по которым мы можем примерно прикинуть расстояние до них. Несмотря на то, что астрономы измерили почти все расстояния до всех видимых космических объектов, подавляющее большинство людей только доверяют этим данным, поскольку не знакомы с методами астрономических измерений, и самостоятельно не измеряли. Зрительно же, все небесные тела воспринимаются так, как воспринимались нашими далёкими предками. Для них небосвод воспринимался как купол над плоской Землёй, и на этом куполе были и Солнце, и Луна, и звёзды.
Сейчас-то мы все знаем, что всё не так. Понимаем, что звёзды – это далёкие светила, которые часто бывают даже гораздо больше, чем наше Солнце. Но так как мы даже не видим их диаметр, то оцениваем их как очень далёкие светила. Всё логично.
А теперь о Луне и Солнце. Видимый нами диск Луны и диск Солнца практически одинаковы по диаметру. Не имея других ориентиров, психологически кажется, что Луна и Солнце находятся от нас приблизительно на одинаковом расстоянии (на рис. 1 это линии 1 и 2). Поэтому, когда Луна с освещённой половиной находится высоко в небе, а Солнце у горизонта, мы мысленно строим треугольник из линий 1, 2 и 3 (рис. 1). При этом гипотенуза представляемого треугольника (линия 3), имеет явно выраженный наклон (около 45 градусов). Но на самом деле нет никакого угла! И об этом – в следующей главе.

Глава 2.

Представьте, что мы намного уменьшили систему «Солнце, Земля и Луна» до масштаба примерно 15000 км в 1 мм. Тогда Земля у нас будет диаметром около 1 мм (булавочная головка), Луна - примерно в 4 раза меньше  (крупинка), а Солнце – 10 см (мячик). Как их расположить между собой? Между булавочной головкой (Земля) и крупинкой (Луна) должно быть 3 см, а между булавочной головкой (Земля) и мячиком (Солнце) должно быть 10 м.
Сможете ли вы теперь, хотя бы приблизительно, назвать угол наклона гипотенузы, о которой шла речь в конце предыдущей главы?
Давайте обратимся к рис. 2. На нём невозможно соблюсти пропорции. Поэтому будем учитывать нашу сильно уменьшенную систему «Солнце, Земля и Луна». На рис. 2 изображены условные линии 5 и 6. Линия 5 – это лучи Солнца, которые освещают Луну. Линия 6 – это лучи Солнца, которые освещают Землю, и которые видит ваш глаз. Эти линии (5 и 6) практически параллельны. Поэтому, луч Солнца, который освещает Луну (линия 4) практически параллелен направлению от вашего глаза к Солнцу (линия 2).

Дополнение.

Диаметр Земли – в среднем 12 733 км.
Диаметр Луны - 3 476 км (0,27 земного диаметра).
Диаметр Солнца – около 1 390 000 километров
Среднее расстояние Луны от Земли составляет 384 400 километров.
Среднее расстояние от Земли до Солнца - 149 600 000 км (это в 389 раз дальше, чем Луна от Земли).

13.01.2024.genar-58.

Иллюстрация к произведению: Луна, глаз и Солнце – из Интернета. Схема – автора.