Newsletter subscribe

Origin and Evolution of The Universe, Universe

กำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล#36 ภาพลวงตาของดวงจันทร์

Posted: 10/08/2021 at 13:43   /   by   /   comments (0)

คุณเคยสังเกตหรือไม่ว่าดวงจันทร์ดูใหญ่กว่าเมื่ออยู่ใกล้ขอบฟ้า แต่หลายชั่วโมงต่อมาเมื่อคุณแหงนมองท้องฟ้ายามค่ำคืน คุณจะสังเกตเห็นว่าตอนนี้ดวงจันทร์ดูเล็กลงมาก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “ภาพลวงตาของดวงจันทร์ (Moon illusion)” ซึ่งจะเด่นชัดมากขึ้นในช่วงพระจันทร์เต็มดวง อันที่จริง ดวงจันทร์เมื่ออยู่ใกล้ขอบฟ้าไม่ได้มีขนาดใหญ่กว่าเมื่ออยู่สูงขึ้นไปบนท้องฟ้า

 

ภาพลวงตาของดวงจันทร์ ปัญหากวนใจนับพันปี

moon illusion

vox.com

ภาพลวงตาของดวงจันทร์เป็นที่รู้จักกันและทำให้ผู้คนงุนงงมากว่า 2,000 ปี อริสโตเติล (Aristotle, 384–322 ปีก่อนคริสตกาล) ได้บันทึกเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้เป็นครั้งแรก เขาเชื่อว่าชั้นบรรยากาศของโลกทำหน้าที่เป็นเลนส์ขยาย ขยายภาพดวงจันทร์ ทำให้ดวงจันทร์ดูมีขนาดใหญ่ขึ้นเมื่ออยู่ใกล้ขอบฟ้า เช่นเดียวกับที่น้ำสามารถทำให้วัตถุที่แช่อยู่ดูเหมือนมีขนาดใหญ่ขึ้นในสายตาของเรา แต่เราได้เรียนรู้ว่าสิ่งนี้ไม่เป็นความจริง แม้ว่าบรรยากาศจะเปลี่ยนสีของดวงจันทร์ที่เรารับรู้ได้ แต่ก็ไม่ได้ขยายขนาดของดวงจันทร์ให้ใหญ่ขึ้น 

ผลกระทบจากการกระเจิงของชั้นบรรยากาศ บางครั้งทำให้ดวงจันทร์ปรากฏเป็นสีส้มหรือสีแดง แต่ไม่ได้เปลี่ยนแปลงขนาดที่ปรากฏของดวงจันทร์ เนื่องจากความหนาของชั้นบรรยากาศของโลกจะกรองแสงสีน้ำเงินที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าของแสงจันทร์ออก เหลือแสงสีแดงที่มีความยาวคลื่นยาวกว่าของแสงจันทร์ส่องผ่านมายังดวงตาของคุณ ดังนั้นดวงจันทร์ที่ลอยต่ำจึงมีแนวโน้มที่จะดูเป็นสีแดงหรือสีส้ม

 

ยืนยันขนาดของดวงจันทร์ด้วยตัวคุณเอง

moonrise-timelapse-over-la

freethoughtblogs.com

ไม่นานมานี้ นักจิตวิทยาระบุว่าดวงจันทร์ขนาดมหึมาใกล้ขอบฟ้านั้น เป็นกลลวงแห่งจินตนาการอย่างแท้จริง อันที่จริงแล้วมันมีขนาดเท่ากันไม่ว่าจะอยู่ใกล้ขอบฟ้าหรืออยู่บนท้องฟ้า

คุณสามารถยืนยันได้ง่ายๆ ว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดของดวงจันทร์เมื่ออยู่ใกล้ขอบฟ้าเทียบกับเมื่ออยู่บนท้องฟ้า โดยทำการทดลองง่ายๆ ตั้งกล้องไว้บนขาตั้งกล้องและถ่ายภาพดวงจันทร์ขนาดใหญ่ที่กำลังขึ้นหลายภาพ เมื่อดวงจันทร์อยู่สูงบนท้องฟ้า ให้ย้อนกลับไปและเปรียบเทียบขนาดของดวงจันทร์ในภาพถ่ายของคุณ คุณจะเห็นว่าภาพถ่ายของดวงจันทร์ที่กำลังขึ้นและเมื่ออยู่สูงบนท้องฟ้า แสดงให้เห็นว่าขนาดของดวงจันทร์ไม่มีความแตกต่างกัน

อีกวิธีหนึ่งในการทดสอบคือ นำกระดาษแผ่นหนึ่งมาม้วน ให้ขอบของม้วนกระดาษที่เป็นวงกลมตรงกับขอบของพระจันทร์เต็มดวงที่ขอบฟ้า แล้วติดเทปกระดาษขนาดนั้นไว้ แล้วใช้ดูดวงจันทร์ที่กำลังขึ้น คุณจะพบว่าขอบของม้วนกระดาษพอดีกับขอบของดวงจันทร์ตลอดเวลาที่คุณมองผ่านม้วนกระดาษ ดวงจันทร์ไม่เคยหดตัวหรือขยายตัวภายในวงกลมนั้น 

 

 

Carrie Underwood – Heartbeat

 

 

คำอธิบายที่เป็นไปได้ของภาพลวงตาของดวงจันทร์

The Moon Illusion - a harvest moon

ourplnt.com

เมื่อพระจันทร์เต็มดวง มันจะแสดงภาพลวงตาที่ทำให้ผู้ชมงงงันมาตั้งแต่สมัยของอริสโตเติล มันจะดูใหญ่อย่างน่าประหลาดเมื่ออยู่ใกล้ขอบฟ้า จากนั้นดูเหมือนว่าจะค่อยๆ มีขนาดเล็กลงเมื่อลอยขึ้น นี่คือ “ภาพลวงตาของดวงจันทร์ (Moon illusion)” และทั้งหมดมาจากหัวของคุณ ดวงจันทร์ไม่ได้เปลี่ยนขนาด และแม้ว่าระยะห่างระหว่างดวงจันทร์และโลกจะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเมื่อเวลาผ่านไป เนื่องจากดวงจันทร์โคจรรอบโลกเป็นรูปวงรี

อันที่จริง ดวงจันทร์ที่กำลังขึ้นใกล้ขอบฟ้ามีขนาดเล็กกว่าประมาณ 1.5% เมื่อเทียบกับตอนที่อยู่เหนือศีรษะ เพราะเราต้องมองข้ามรัศมีของโลก เมื่อดวงจันทร์อยู่เหนือศีรษะ เรามองตรงไปยังอวกาศโดยไม่มีโลกขวางทาง

 

moon distance

vox.com

เป็นเวลาหลายพันปีแล้ว ที่ปริศนาทางวิทยาศาสตร์เรื่องนี้ได้สร้างความตื่นตาตื่นใจและงุนงงให้กับนักปรัชญา นักดาราศาสตร์ นักฟิสิกส์ และนักจิตวิทยาที่ยิ่งใหญ่ ว่าทำไมดวงจันทร์และดวงอาทิตย์จึงปรากฏบนขอบฟ้าดูมีขนาดใหญ่กว่าตอนที่อยู่บนท้องฟ้า หลายคนพยายามอธิบายภาพลวงตาของดวงจันทร์ ว่าเป็นเพียงภาพลวงตาที่สร้างขึ้นโดยจิตใจของมนุษย์ และส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับวิธีที่สมองของเราประมวลผลข้อมูล

คำอธิบายที่เป็นที่ยอมรับมีดังต่อไปนี้

 

คำอธิบาย 1: ภาพลวงตาเอ็บบิงก์เฮาส์

The Moon Illusion — Spondool

blog.spondool.com

ขนาดของดวงจันทร์ที่สมองเรารับรู้ อาจมีส่วนเกี่ยวข้องอย่างมากกับสิ่งที่อยู่รอบข้าง เมื่อดวงจันทร์อยู่ใกล้ขอบฟ้า ดวงจันทร์จะถูกล้อมรอบไปด้วยวัตถุที่เล็กกว่าดวงจันทร์มาก เช่น ต้นไม้ ภูเขา อาคาร ดวงจันทร์จึงดูมีขนาดใหญ่มากเมื่อเปรียบเทียบกับวัตถุรอบข้าง แต่เมื่อดวงจันทร์อยู่บนท้องฟ้าสูง ไม่มีอะไรจะเทียบเคียงได้ มันจึงดูเล็กกว่าท้องฟ้ายามราตรีที่กว้างใหญ่ไพศาล คล้ายกับเอฟเฟกต์ที่เรียกว่า “ภาพลวงตาเอ็บบิงก์เฮาส์ (Ebbinghaus illusion)” ซึ่งได้รับการตั้งชื่อตามชื่อผู้ค้นพบ นักจิตวิทยาชาวเยอรมัน แฮร์มันน์ เอบบิงเฮาส์ (Hermann Ebbingaus, 1850–1909) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าวัตถุที่เหมือนกันสองชิ้นอาจมีขนาดแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม

Ebbinghaus illusion

ourplnt.com

ภาพลวงตาเอ็บบิงก์เฮาส์เป็นภาพลวงตา ลวงการรับรู้เกี่ยวกับขนาดวัตถุ: ในภาพด้านบน วงกลมสีส้มสองวงอยู่ใกล้กัน วงกลมหนึ่งล้อมรอบด้วยวงกลมขนาดใหญ่ๆ ในขณะที่อีกวงกลมหนึ่งล้อมรอบด้วยวงกลมเล็กๆ เกือบทุกคนที่เห็นภาพนี้จะบอกว่า วงกลมสีส้มที่ล้อมรอบด้วยวงกลมใหญ่ๆ มีขนาดเล็กกว่าวงกลมสีส้มที่ล้อมรอบด้วยวงกลมเล็กๆ อันที่จริง วงกลมสีส้มทั้งสองวงมีขนาดเท่ากันทุกประการ

วงกลมสีส้มที่ล้อมรอบด้วยวงกลมขนาดเล็ก ทำให้เปรียบเทียบแล้วดูเหมือนใหญ่ เปรียบได้กับดวงจันทร์ที่ขอบฟ้า เมื่อเทียบกับวัตถุที่อยู่ใกล้ขอบฟ้า เช่น ต้นไม้ ภูเขา และสิ่งปลูกสร้าง ที่หลอกสมองของคุณให้คิดว่าดวงจันทร์มีขนาดใหญ่กว่าที่มันเป็น ในขณะที่วงกลมสีส้มที่ล้อมรอบด้วยวงกลมขนาดใหญ่ ทำให้ดูเหมือนเล็ก เปรียบได้กับดวงจันทร์ที่ลอยสูงที่ล้อมรอบด้วยความว่างเปล่าอันกว้างใหญ่ของท้องฟ้ายามค่ำคืน ที่ทำให้ดูเล็กลง

 

 

Camila Cabello – Consequences

 

 

คำอธิบาย 2: ภาพลวงตาปอนโซ

มีเอฟเฟกต์ที่ค้นพบเมื่อหนึ่งศตวรรษก่อนที่เรียกว่า “ภาพลวงตาปอนโซ (Ponzo illusion)” เป็นภาพลวงตาเชิงเรขาคณิตซึ่งเกี่ยวข้องกับการรับรู้มุมมองของเรา ที่ค้นพบโดยนักจิตวิทยาชาวอิตาลีชื่อว่า มาริโอ ปอนโซ (Mario Ponzo; 1882-1960) เขาเสนอว่า จิตใจมนุษย์อาศัยพื้นหลัง (background) เพื่อตัดสินขนาดของสิ่งต่างๆ ที่คุณมอง และท้ายที่สุดสมองของคุณอาจถูกหลอกให้ตัดสินผิด

 

The Ponzo Illusion – PreventIV Measures – Sagent Pharmaceuticals, Inc.

preventivmeasures.com

ปอนโซแสดงความคิดนี้โดยวาดเส้นที่เหมือนกันสองเส้นบนเส้นเฉียงที่มาบรรจบกันคล้ายกับรางรถไฟที่หายไปในระยะไกล เส้นสีเหลืองด้านบนจะดูยาวกว่าเส้นด้านล่าง แม้ว่าจะมีความยาวเท่ากันก็ตาม เหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น?

เพราะแม้ว่าภาพข้างบนจะไม่มีความลึก แต่เส้นสีดำสองเส้นดูเหมือนจะวิ่งไปบรรจบกันที่เส้นขอบฟ้าหรือที่จุดสุดสายตาที่อยู่ไกลออกไป กระตุ้นระบบการรับรู้ความลึกของสมอง เนื่องจากเส้นสีเหลืองด้านบนดูเหมือนจะอยู่ไกลกว่าเส้นด้านล่าง ดังนั้นเราจึงเห็นว่ามันยาวขึ้น – ในมุมมอง 3 มิติแล้ว วัตถุที่ไกลกว่าต้องมีความยาวมากกว่าวัตถุที่ใกล้กว่า เพื่อที่จะมีความยาวเท่ากันปรากฏบนเรตินา

 

Ponzo Illusion: How we perceive the Moon's size has to do with how far away we think it is based on what's around it.

skyandtelescope.org

Binocular Universe: Once in a Blue Moon - Binocular Universe - Articles -  Articles - Cloudy Nights

cloudynights.com

นักวิจัยบางคนเชื่อว่าภาพลวงตาของดวงจันทร์ เป็นตัวอย่างของภาพลวงตาของปอนโซ โดยมีต้นไม้และบ้านเรือนที่ทำหน้าที่เป็นเส้นบรรจบกัน วัตถุเบื้องหน้าหลอกสมองของเราให้คิดว่า ดวงจันทร์ยิ่งใกล้ขอบฟ้า ยิ่งดูยิ่งห่าง ยิ่งดูใหญ่

 

 

Lil Wayne & Charlie Puth – Nothing But Trouble

 

 

คำอธิบาย 3: ทฤษฎีท้องฟ้าแบน

The 'flattened sky' model for the Moon Illusion.

nasa.gov

คำอธิบายหนึ่งของภาพลวงตาดวงจันทร์คือ ทฤษฎีท้องฟ้าแบนหรือทฤษฎีโดมท้องฟ้าปรากฏ (Flat sky theory หรือ Apparent sky dome theory) ตามทฤษฎีนี้ ภาพลวงตาของดวงจันทร์เกิดขึ้นจากการรับรู้ของเราเกี่ยวกับรูปร่างของทรงกลมท้องฟ้าเหนือศีรษะเรา สมองของมนุษย์รับรู้ว่าท้องฟ้าเป็น “โดมแบน” มากกว่าเป็นครึ่งทรงกลมที่สมบูรณ์แบบ (อาจเป็นเพราะเราเห็นท้องฟ้าเต็มไปด้วยเมฆปกคลุมที่ค่อนข้างต่ำและแบนราบ) โดยมียอดของโดมแบนอยู่ใกล้ๆ และเส้นขอบฟ้าอยู่ไกลออกไป 

จากประสบการณ์ในชีวิตประจำวัน วัตถุที่อยู่เหนือศีรษะ เช่น นกหรือเครื่องบินที่บินผ่านมา ปรากฏขึ้นใกล้กว่าและมีขนาดใหญ่กว่า นกหรือเครื่องบินลำเดียวกันที่อยู่ใกล้ขอบฟ้า เราถูกสร้างมาเพื่อให้คิดว่าวัตถุที่อยู่ใกล้ขอบฟ้าจะอยู่ไกลกว่าที่อยู่เหนือศีรษะ ส่งผลให้สิ่งที่ “สูง” บนท้องฟ้าดูใกล้ตัวเรามากกว่าสิ่งที่อยู่ใกล้ขอบฟ้า

แต่สำหรับวัตถุนอกโลก เช่น ดวงจันทร์ ดวงอาทิตย์ และกลุ่มดาว ซึ่งมีขนาดเท่ากันไม่ว่าจะอยู่ใกล้ขอบฟ้าหรือที่จุดสูงสุดของท้องฟ้า เมื่อดวงจันทร์อยู่ใกล้ขอบฟ้า สมองของเราจะคำนวณระยะทางและขนาดที่แท้จริงของดวงจันทร์ผิด โดยคิดว่าดวงจันทร์ตรงขอบฟ้าอยู่ไกลกว่ามากเมื่อเทียบกับระยะเหนือศีรษะ เราชดเชยการรับรู้นี้ด้วยการพองขนาดของดวงจันทร์ สมองของเราบังคับให้ดวงจันทร์ตอบสนองความคาดหวังของเราว่าควรจะใหญ่แค่ไหน ดังนั้น จากสมองของเราที่สร้างภาพลวงตาอันทรงพลัง ยิ่งดวงจันทร์อยู่ต่ำใกล้ขอบฟ้า ยิ่งอยู่ไกลและมีขนาดใหญ่ขึ้นเท่านั้น และทำให้ดวงจันทร์ที่อยู่บนท้องฟ้าดูเล็กลงกว่าที่อยู่ใกล้ขอบฟ้า นี้คือการแก้ไขตามธรรมชาติโดยสมองของมนุษย์