La quincena científica
Noticias de ciencia de los últimos quince días comentadas

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viernes, abril 19, 2002
Observación: Lo aquí escrito son sólo notas para ayudarme en mis programas de radio y televisión. No es una redacción final para publicar. Si usted quiere publicarlas, por favor, dígamelo y le haré una versión más elaborada. Gracias.

ILUSIÓN LUNAR

Se llama “ilusión lunar” al efecto que casi todos hemos observado que la Luna cuando está baja en el horizonte se ve mucho más grande que cuando está arriba en el cielo. Y se ve de color rojizo. A veces, cuando hay volcanes se ve de otros colores.

La primera pregunta es: ¿la Luna realmente cambia de tamaño?

La respuesta burda es que no. Y cada vez que se explica la ilusión lunar esto es lo que se dice, que no cambia. Sin embargo no es correcto del todo. He aquí algunos hechos:

La órbita de la Luna es elíptica. Cuando está más cerca de nosotros (perigeo) está a 356.400 Km. Cuando está más lejos, está a 406.00 Km. Una diferencia nada despreciable de 50.000 Km.

El pasado 27 de febrero la Luna estuvo en su apogeo. La Luna se ve un 9% más ancha cuando está más cerca que cuando está más lejos.

Este hecho no justifica el que veamos a la Luna más grande SOLO en el horizonte. La veríamos más grande en todos los casos.

Otro hecho es que cuando tenemos a la Luna encima de nuestras cabezas, la distancia es la que sea. Pero cuando está en el horizonte está más lejos. Exactamente un radio terrestre.
(Aquí dibujo)

En los dos casos, la Luna está a la misma distancia de la corteza de la Tierra. Pero cuando la Luna está en el horizonte nosotros no estamos en el borde de la corteza terrestre que da hacia la Luna, sino un radio más hacia atrás.

Por tanto, en el horizonte la LUNA está más lejos. Tendríamos que verla más pequeña, pero se ve más grande.

¿Podría ser la refracción? Al tener que atravesar más aire cuando está en el horizonte que cuando está en el cenit, puede ser que la refracción deforme a la LUNA y se vea más grande.

El que la luz de la Luna tenga que atravesar más aire cuando está en el horizonte justifica el color rojizo. El color azul, que son ondas muy chiquitinas, queda atrapado por las partículas de polvo. El rojo –que son ondas más largas—no se ve perturbado por las motas de polvo y pasa perfectamente. Por eso se ve rojiza.

Si resolvemos las ecuaciones se ve que, efectivamente la refracción, tiene un efecto, pero es hacer a la Luna más pequeña en el horizonte. Y sin embrago nosotros la vemos más grande. ¿Por qué?

Con todo lo dicho no hay ninguna duda de que es una ilusión. Un problema de cómo funcionan nuestros ojos y nuestro cerebro.

EXPERIMENTO. Si a alguien le cabe alguna duda se le resolverá con experimento muy sencillo. Coger un lápiz de los de “madera de cedro” con mina de grafito de “toda la vida ” con goma. Si lo cogemos con la mano y estiramos el brazo veremos que la gomita tapa casi con exactitud la LUNA, tanto en el horizonte como cuando está en el Cenit. Por tanto es una ilusión.

¿Todavía dudas?

OTRO EXPERIMENTO. Cuando la Luna está en el horizonte, mirarla a través de un tubo de cartón. De modo que sólo se vea el cielo y la LUNA. Que no se vean casas, ni árboles, ni montañas. Automáticamente, la ilusión se desvanece. La Luna “encoge”.

OTRO EXPERIMENTO. Mirar a la Luna con la cabeza para abajo; para ello la miramos a través de nuestras piernas (si uno tiene la flexibilidad para poder hacerlo), o se cuelga cabeza abajo con ayuda de algún dispositivo. El resultado es que la LUNA se hace pequeña.

Todos los experimentos demuestras que es una ilusión. Una ilusión, ¿pero qué ilusión?

La respuesta puede resultar sorprendente para nuestros oyentes: A pesar de que el fenómeno se conoce desde, al menos, el siglo VII Antes de Jesucristo. A pesar de que lo mencionan los primeros escritores griegos y chinos. A pesar de que lo menciona Aristóteles. A pesar de que es un tema que intriga y sobre el que se han venido buscando explicaciones con diversos experimentos desde hace más de cien años: SEGUIMOS SIN SABER LA RESPUESTA.

Cada cierto tiempo se publican nuevas experiencias que “resuelven el problema definitivamente”; pero otros investigadores ven puntos flacos en la teoría... y vuelta a empezar.

Esto no es malo, así funciona la ciencia. Además es motivador. Es posible que algún estudiante nos esté oyendo y se diga: “Ya tengo tema de tesis doctoral” y se decida a investigar y halle la respuesta.

OTRA PREGUNTA: ¿Todos vemos el mismo efecto?
Es una pregunta crucial. La respuesta es NO.
Cada persona ve la ilusión de modo diferente:
Para entender lo que ve cada uno, hay que aclarar qué se entiende por “más grande”.

Veamos un ejemplo. Estamos viendo una persona. Cuanto más lejos está la distancia angular es más pequeña, pero su dimensión aparente es igual (es un hombre), aunque más lejos.

Hay tres conceptos: grosor (tamaño angular); tamaño aparente (es un hombre, un coche), y distancia (menos ángulo, mismo tamaño –sabemos que es un hombre—implica que está más lejos).
-Para unos el tamaño e la LUNA en el horizonte es el doble de tamaño angular (el grosor de la Luna) que del Cenit.
-para la mayoría es entre 50% y 75% más.
-Hay una minoría que no la ven más grande.
Distancia aparente. Algunos la ven más cerca, otros más lejos y otros a la misma distancia.
Tamaño aparente: Algunos la ven más grande, otros más pequeña, otros igual. (este tamaño aparente es el que en el caso de un hombre nos dice: es de 1,60 metros).

Así que tras ese aparente acuerdo: “se ve más grande en el horizonte” se esconde una gran variedad de percepciones diferentes.


EXPLICACIONES QUE SE HAN DADO, MUY LEJOS DE LO POSIBLE.

- Ponzo. Cuando vemos una vía de un tren, las traviesa se van haciendo más pequeñas. Si vemos una traviesa del mismo tamaño que la primera pero muy lejos, nos parece que su tamaño aparente es mayor. Mayor ángulo, mayor tamaño aparente, mayor distancia.
Algunos dicen que eso es lo que pasa con la Luna, las líneas de perspectiva hacen que la veamos más grande.

No puede ser porque el efecto se da en alta más, en desiertos y en lugares sin “líneas de fuga”.

-El paisaje nos da una referencia de distancia. Mirando hacia arriba no hay referencia de distancia. Nuestro aparato preceptor al ver el paisaje estima que la Luna está más lejos y se ve “más grande aparentemente”. En el Cenit, al no haber referencias, la Luna se ve más cercana y por tanto más pequeña aparentemente.
Esta explicación es la que dio Ibn Alhazam alrededor del año 1000.

Es la explicación más explicada, sin embargo tiene los mismos defectos que la anterior: ¿Por qué sigue funcionando en mar abierto, noche oscura sin referencias, pilotos entre nubes,...?

HIPÓTESIS CON ALGUN MERITO

El modelo mental del cielo. Parece ser que tenemos un modelo mental en el que el cielo tiene una forma de cazuela invertida. El horizonte está más lejos y el cenit está más cerca. La parte de arriba es bastante plana.

Según esa hipótesis cuando a la retina llega la misma imagen en el CENIT que en el horizonte, como PENSAMOS que el horizonte está más lejos, decidimos que es más grande: más grande angularmente, y en tamaño aparente.

Dicho así, puede ser una hipótesis válida, pero si la enunciamos así: “la mancha de la Luna en la retina en la misma. El cielo arriba está más cerca. Por tanto la Luna en el cielo debería verse más grande.

NO ES ASI. Así que probablemente la idea del cielo en forma de cazuela boca abajo es falsa.

OCULOMOTOR MICROPSIA Y MACROPSIA. Tras este horrible nombre se esconde un hecho y una hipótesis.

Hecho: cuando miramos a un objeto enfocando por delante (más cerca) de donde está lo vemos más pequeño.

Cuando miramos un objeto enfocando más allá de donde está lo vemos más grande.

En el horizonte hay referencias y enfocamos más allá, vemos más grande. En el Cenit, todo oscuro, nuestros ojos se acomodan a una distancia de unos dos metros (esto es real), por tanto vemos a la Luna más pequeña.

PROBLEMA: Aunque el fenómeno existe, no justifica las variaciones tan grandes como se ven.

TREHUB postula una hipótesis evolutiva. Nos hemos desarrollado en un ambiente en el que las los depredadores, las presas y nuestra comida, normalmente aparecían en el horizonte. Por tanto, era una ventaja evolutiva ver más claramente (y ver más grande es verlo más claro) en el horizonte que en el cielo. Eso explicaría el que veamos la LUNA más grande en el horizonte.

A favor esta el hecho de que visto frontalmente distinguimos un tigre (u otros de nuestros depredadores) con sólo ver jirones de su piel entre la maleza.

Ver una presa más amenazadora era ventajoso.

PROBLEMA: ¿Y cómo se demuestra esto? ¿Dónde está la experiencia que lo prueba?

SOLUCION FINAL: ¿De todas las hipótesis cuál es la correcta: ¡¡¡¡¡NO HAY HIPÓTESIS TOTALMENTE CORRECTA!!!!!

Tal vez todas tengan un poco de verdad, tal vez la solución sea una mezcla... tal vez sea algo totalmente diferente.

¡¡¡¡TODAVÍA NO SE HA ESCRITO LA ULTIMA PALABRA!!!!http://www.thursdaysclassroom.com/15jun00/ponzo.html
http://www.astrored.org/astrofotos/apod/index.php/ap020130.html
http://griffithobs.org/IPSMoonIllus.html
http://unmuseum.mus.pa.us/exmoon.htm
http://www.thursdaysclassroom.com/15jun00/ponzo.html
http://www.research.ibm.com/resources/news/20000103_moon_illusion.shtml
ponzo en java: http://www.sandlotscience.com/Distortions/Ponzo_java.htm
arte e ilusion: http://www.sandlotscience.com/EyeonIllusions/Art&Illusion_fame_set.htm
caras vegetales: http://www.sandlotscience.com/EyeonIllusions/Art&Illusion_fame_set.htm
Figuras imposibles: http://www.sandlotscience.com/EyeonIllusions/Reutersvard.htm
ajedrez imposible: http://www.sandlotscience.com/EyeonIllusions/Images/chess.gif

http://facstaff.uww.edu/mccreadd/index.html
http://facstaff.uww.edu/mccreadd/introduction.html
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http://facstaff.uww.edu/mccreadd/section4.html
http://facstaff.uww.edu/mccreadd/bibliography.html
http://facstaff.uww.edu/mccreadd/appendix.html

posted by Fabian 11:13 p. m.