αφυπηρετήσας Καθ. Φυσικής, Παν. Δυτικής Αττικής (ΠαΔΑ)
Τμήμα Φωτογραφίας & Οπτικοακουστικών Τεχνών
Πόσοι
δεν έχουν παρατηρήσει τις βραδιές με
πανσέληνο την σελήνη η οποία όταν
βρίσκεται σε χαμηλό ύψος κυριαρχεί στον
ουράνιο θόλο ; Μάλιστα όσο η σελήνη
κερδίζει ύψος και ανεβαίνει στον σκοτεινό
ουρανό τόσο δίνεται η αίσθηση ότι η
διάστασή της παρουσιάζει μείωση. Πόσο
όμως αληθινή είναι μια τέτοια διαπίστωση
; Πρόκειται για κάποιο φαινόμενο οπτικής
που συμβαίνει στη γήινη ατμόσφαιρα ; Τι
πραγματικά μπορεί να συμβαίνει ;
Η
προηγούμενη παράγραφος περιγράφει
σύντομα αυτό που στη σχετική βιβλιογραφία
αναφέρεται σαν η «Οπτική απάτη της
σελήνης». Πρόκειται δηλαδή για μια
συνηθισμένη οπτική ψευδαίσθηση που οι
περισσότεροι από εμάς την έχουμε βιώσει.
Βέβαια, το μέγεθος της σελήνης έτσι όπως
φωτογραφίζεται από την γη υπολογίζεται
ότι είναι ακριβώς το ίδιο είτε βρίσκεται
χαμηλά είτε και ψηλότερα στον ουράνιο
θόλο. Πως λοιπόν μπορεί να εξηγηθεί μια
τέτοια αντίφαση ;
 |
| Εικόνα 1 : Ανθρώπινη φιγούρα με φόντο το φεγγάρι στη φάση της πανσελήνου. |
Για να απαντηθεί αυτή
η ερώτηση θα χρειαστεί να γίνει μικρή
αναφορά στην φυσιολογία της ανθρώπινης
όρασης και κυρίως στο τρόπο που οι
άνθρωποι αντιλαμβάνονται όχι μόνο τα
σχετικά μεγέθη των παρατηρούμενων
αντικειμένων αλλά και τις αποστάσεις
που μας χωρίζουν κάθε φορά από αυτά. Ο
ανθρώπινος οφθαλμός δημιουργεί
αντεστραμμένα, πραγματικά είδωλα στο
αμφιβληστροειδή του «αφήνοντας» την
εκτίμηση της απόστασης να γίνει κάθε
φορά από συγκεκριμένες περιοχές του
εγκεφάλου που επεξεργάζονται κατάλληλα
την οπτική αυτή πληροφορία. Είναι μάλιστα
προφανές ότι όσο το ίδιο παρατηρούμενο
αντικείμενο απομακρύνεται η γωνία
παρατήρησής του μειώνεται και το είδωλο
στον αμφιβληστροειδή αντίστοιχα
μικραίνει. Έτσι, ο εγκέφαλος ενημερώνεται
για το ότι η νέα θέση του αντικειμένου
βρίσκεται τώρα σε μεγαλύτερη απόσταση
από ότι ήταν προηγούμενα.
Μήπως λοιπόν
το φεγγάρι όταν βρίσκεται ψηλότερα στον
σκοτεινό ουρανό έχει απομακρυνθεί από
την γη και γι' αυτό μας φαίνεται μικρότερο
από ότι πριν ; Η απάντηση εδώ είναι
κατηγορηματικά αρνητική. Η απόσταση
γης – σελήνης παραμένει ουσιαστικά
σταθερή και σίγουρα δεν αλλάζει κατά
την διάρκεια της ίδιας νύκτας. Βέβαια
αξίζει εδώ να αναφερθεί ότι το παρατηρούμενο
μέγεθος της ανυψωμένης σελήνης συγκρίνεται
όχι άμεσα αλλά έμμεσα με το μέγεθος που
η μνήμη μας διατηρεί από όταν η σελήνη
βρισκόταν χαμηλότερα λίγες ώρες
νωρίτερα.
Προτού αναφερθούμε στην
εξήγηση του φαινόμενου θα χρειαστεί να
αποδείξουμε φωτογραφικά την σταθερότητα
της παρατηρούμενης διάστασης του
σεληνιακού δίσκου. Για να γίνει αυτό
αρκεί να φωτογραφηθεί, μέσα στην ίδια
νύκτα, η σελήνη χαμηλά στον ορίζοντα
αλλά και ψηλότερα προκειμένου να
συγκριθεί το αντίστοιχο κάθε φορά
μικροσκοπικό είδωλο που απεικονίζεται
στον αισθητήρα της ίδιας φωτογραφικής
μηχανής.
Για παράδειγμα η φωτογράφιση
της σελήνης σε πανσέληνο με μηχανή Canon
EOS 70D και φακό εστιακής απόστασης 135mm
δίνει στον αισθητήρα ένα κυκλικό είδωλο
με διάσταση 1.2mm. Η διάσταση αυτή
καταμετράται από το πλήθος των pixels που
αντιστοιχούν στο μήκος της διαμέτρου
και είναι ακριβώς το ίδιο είτε η σελήνη
βρίσκεται χαμηλά είτε και ψηλότερα στον
ορίζοντα. Εν προκειμένω πρόκειται για
πλήθος από 290 pixels και διότι το κάθε pixel
έχει διάσταση 4.1μm ισχύει :
290x4.1=1200μm=1.2mm.
Στις σύνθετες φωτογραφίες
των Εικόνων 2 και 3 που ακολουθούν
παρατηρεί κανείς :
Στην πρώτη, τις 13
διαφορετικές απεικονίσεις - στιγμιότυπα
της σελήνης κατά την διάρκεια της νύκτας
(από της 20:00 το βράδυ της πανσελήνου έως
της 6:40 το επόμενο πρωί). Σε όλη αυτή την
διάρκειας δέκα ωρών πορεία της σελήνης
από την εμφάνισή της στον ορίζοντα
(αριστερά) μέχρι και την δύση της πίσω
από το όριο της βουνοκορφής στα δεξιά,
είναι φανερή η σταθερότητα της διάστασης
του ειδώλου του σεληνιακού δίσκου.
 |
| Εικόνα 2 : Σύνθεση από κατακόρυφες, διαδοχικές φωτογραφίες της τροχιάς του φεγγαριού στον ουράνιο θόλο. |
Στη δεύτερη αντίστοιχη φωτογραφία γίνεται μια κατάλληλη φωτογραφική επεξεργασία των ψηφιακών αρχείων της πρώτης προκειμένου να απεικονιστεί όχι μόνο τι ακριβώς συμβαίνει αλλά τι περίπου φαίνεται να αντιλαμβάνεται ο ανθρώπινος εγκέφαλος όταν η σελήνη βρίσκεται χαμηλά στον ορίζοντα. Το μέγεθος της σελήνης στο μέγιστο ύψος της τροχιάς της θεωρήθηκε το ίδιο και στις δυο φωτογραφίες (μέγεθος σναφοράς) ενώ το αντίστοιχο μέγεθος στην αρχή και το τέλος της τροχιάς της παρουσιάζεται κατάλληλα αυξημένο.
 |
| Εικόνα 3 : Φωτογραφίες της Εικόνας 2 με επεξεργασμένα τα 4 φωτογραφικά στιγμιότυπα στην αρχή αλλά και το τέλος της πορείας του φεγγαριού. |
Στη δεύτερη λοιπόν
«πειραγμένη» εικόνα γίνεται μια
προσπάθεια να απεικονιστεί προσεγγιστικά
όχι τι ακριβώς φωτογραφίζει ο παρατηρητής
αλλά τι ακριβώς φαίνεται ο ίδιος να
αντιλαμβάνεται σε αυτή τη θεώρηση. Θα
πρέπει να σημειωθεί ότι οι προηγούμενες
Εικόνες 2 και 3 αποτελούν φωτογραφικές
προσπάθειες στα πλαίσια Πτυχιακής
Εργασίας των φωτογράφων Ευαγγελία Μάνου
και Ηλέκτρα Ράικου του ΠΑ.Δ.Α.
Τώρα
μερικά στοιχεία αναφορικά με την σελήνη
: Η σελήνη είναι ο μοναδικός δορυφόρος
της γης, έχει σχεδόν σφαιρικό σχήμα με
διάμετρο 3476 km και περιστρέφεται σε
τροχιά γύρω από την γη (περίοδος 27.3
ημέρες), σε μια μέση απόσταση περιστροφής
384404 km. Η σελήνη εκτελεί μια σύνθετη
κίνηση, περιστρέφεται δηλαδή και γύρω
από τον εαυτό της (κίνηση ιδιοπεριστροφής)
και μάλιστα με την ίδια ακριβώς
περιοδικότητα των 27.3 ημερών. Η σύμπτωση
αυτή στις περιόδους των δυο περιστροφών
έχει σαν αποτέλεσμα ο γήινος παρατηρητής
να παρατηρεί και ενδεχομένως να
φωτογραφίζει πάντοτε την ίδια πλευρά
της σελήνης χωρίς να γνωρίζει το πως
ακριβώς μπορεί να είναι διαμορφωμένη
η πίσω όψη της σεληνιακής επιφάνειας.
Η
διάσταση της σελήνης σε συνδυασμό με
την απόσταση της από την γη προσδιορίζει
μονοσήμαντα την γωνία οράσεως μέσω της
οποίας ο γήινος παρατηρητής βλέπει τον
σεληνιακό δίσκο. Η γωνία αυτή υπολογίζεται
σε περίπου 0.5 μοίρα. Αυτή η τιμή βρέθηκε
να είναι σταθερή, πάντοτε η ίδια είτε η
σελήνη είναι χαμηλά είτε ψηλά στον
ορίζοντα. Βέβαια φωτογραφικές μηχανές
με τηλεφακό ή και διατάξεις με οπτικά
τηλεσκόπια καταφέρνουν να αυξήσουν
κατάλληλα αυτή τη γωνία προκειμένου να
φωτογραφήσουν σε μεγέθυνση διάφορες
λεπτομέρειες της σεληνιακής επιφάνειας
π.χ. κρατήρες, χαράδρες ή και όρη.
Για
τον ήλιο οι αντίστοιχες διαστάσεις
δηλαδή η διάμετρος του ηλιακού δίσκου
και η απόσταση από την γη έχουν τέτοιες
τιμές ώστε η γωνία οράσεως να είναι και
πάλι 0.5 μοίρα. Δηλαδή η γωνία μέσα από
την οποία ο άνθρωπος από την επιφάνεια
της γης παρατηρεί τον ήλιο είναι επίσης
0.5 μοίρα. Στην σύμπτωση αυτή εξάλλου
οφείλεται και το γεγονός της ολικής
έκλειψης του ήλιου όπου η σελήνη
συγκυριακά παρεμβάλεται ανάμεσα στον
ήλιο και την γη εμποδίζοντας έτσι τις
ηλιακές ακτίνες να φθάσουν απευθείας
στους οφθαλμούς του παρατηρητή στην
γήινη επιφάνεια.
Γίνεται λοιπόν
φανερό ότι για το μέγεθος του ειδώλου
στον αμφιβληστροειδή, καθοριστικό ρόλο
παίζει η γωνία οράσεως υπό την οποία το
συγκεκριμένο αντικείμενο παρατηρείται.
Βέβαια παραμένει το ερώτημα : «Τώρα
βλέπω κάτι που είναι μικρό και σε κοντινή
απόσταση ή κάτι που είναι μεγάλο και
βρίσκεται μακριά». Η απάντηση που κάθε
φορά δίνεται είναι αποτέλεσμα μιας
σύνθετης εγκεφαλικής διεργασίας, στην
οποία προφανή συμμετοχή έχει και η γνώση
από παλαιότερα των διαστάσεων του
αντικειμένου. Ωστόσο υπάρχει η παγιωμένη
πεποίθηση ότι όταν ένα μακρινό αντικείμενο
δημιουργεί την ίδια γωνία οράσεως με
ένα κοντινό τότε το πρώτο οφείλει και
πρέπει να διαθέτει μεγαλύτερες διαστάσεις
από το δεύτερο.
Ο παρατηρήσιμος
ουράνιος θόλος που μας περιβάλλει έχει
την ίδια διάσταση προς κάθε κατεύθυνση.
Δηλαδή είτε κοιτάμε σε οριζόντια
διεύθυνση είτε κατακόρυφα, το «πάχος»
του ουρανού είναι το ίδιο. Όμως υπάρχει
η εσφαλμένη αντίληψη ότι το οριζόντιο
αυτό πάχος είναι μεγαλύτερο του
κατακόρυφου. Δηλαδή αντί για σφαιρικό
σχήμα θόλου η εκτίμηση είναι ότι υπάρχει
ένας πεπλατυμένος θόλος που συγκροτεί
τον παρατηρήσιμο ουρανό. Για αυτό και
η σελήνη που παρατηρείται στο ορίζοντα,
θεωρείται ότι βρίσκεται σε πολλαπλάσια
απόσταση από την αντίστοιχη στη κατακόρυφη
θέση της. Έτσι, ενώ η διάσταση του ειδώλου
στον ανθρώπινο αμφιβληστροειδή είναι
πρακτικά πάντοτε η ίδια η οριζόντια
περίπτωση παρατήρησης θεωρείται ότι
αντιστοιχεί σε μεγαλύτερη απόσταση. Το
γεγονός αυτό μεταφράζεται εγκεφαλικά
σε «μεγέθυνση» του σεληνιακού δίσκου.
Ο εγκέφαλος λοιπόν είναι αυτός που
λανθασμένα ερμηνεύει ως αυξημένο το
μέγεθος της σελήνης σε οριζόντια
παρατήρηση. Το γεγονός αυτό συμβαίνει
διότι δέχεται ότι η σελήνη που ανατέλει
ή και δύει ενώ είναι πιο μακρυά αφήνει
το ίδιο απεικονιστικό ίχνος με αυτό που
θυμάται και γνωρίζει από προηγούμενες
παρατηρήσεις.
Η εκτίμηση του
πεπλατυσμένου θόλου είναι μια δοξασία
που προέρχεται από πολύ παλαιά, ήδη
αναφέρεται από την εποχή του Πτολεμαίου
και είναι συνοπτικά η εξής : Η έκταση
ενός χώρου μιας περιοχής που συμπεριλαμβάνει
παρατηρήσιμα αντικείμενα θεωρείται
ότι είναι μεγαλύτερη από τον χώρο της
περιοχής ίδιας διάστασης που όμως είναι
κενός. Η οριζόντια παρατήρηση της σελήνης
όταν βρίσκεται χαμηλά συνήθως περιλαμβάνει
γνωστά αντικείμενα όπως βουνοκορφές,
πολυκατοικίες ή και ψηλά δέντρα. Αντίθετα,
στην σχεδόν κατακόρυφη παρατήρηση το
φεγγάρι ψηλά στερείται από αντικείμενα
που θα βοηθούσαν στην σύγκριση αντίστοιχων
μεγεθών. Έτσι, ο ουράνιος θόλος εκτιμάται
ότι έχει μεγαλύτερη διάσταση στην
οριζόντιας διάστασης παρατήρηση από
ότι έχει στην αντίστοιχη κατακόρυφη.
Στην
Εικόνα 4 που ακολουθεί παρουσιάζεται
ένα ζευγάρι από εικόνες της σελήνης
όταν αυτή βρίσκεται ψηλά (αριστερά) ή
και χαμηλά (δεξιά) στον σκοτεινό
ουρανό.
 |
Εικόνα 4 : Δυο εικόνες που απεικονίζουν την πανσέληνο ψηλά – χαμηλά στον ουρανό. |
Είναι προφανές ότι
αυτό που συμβαίνει με την σελήνη (μεταβολή
του μεγέθους με το ύψος) συμβαίνει και
με άλλα ουράνια σώματα π.χ. ο ήλιος ή και
οι μακρινοί γνωστοί σχηματισμοί αστεριών.
Δηλαδή ο ήλιος για παράδειγμα εμφανίζεται
μεγαλύτερος όταν βρίσκεται κοντά στον
ορίζοντα από ότι όταν βρεθεί στο μέγιστο
ύψος της τροχιάς του κατά την διάρκεια
της ημέρας. Βέβαια λόγω της δυσκολίας
μιας τέτοιας απ’ ευθείας παρατήρηση
οι σχετικές αναφορές δεν είναι τόσο
συχνές όσο συμβαίνει με το
φεγγάρι.
Συμπερασματικά λοιπόν θα
πρέπει να αναφέρουμε ότι η «οπτική απάτη
της σελήνης» δεν είναι καν «απάτη».
Αποτελεί ένα εξηγήσιμο δημιούργημα του
εγκεφάλου μας και πρόκειται για ένα
απόλυτα πραγματικό γεγονός. Είναι ίσως
το πιο εμφατικό παράδειγμα για αυτούς
που σωστά υποστηρίζουν ότι «βλέπουμε
με τον εγκεφαλό μας και όχι με τα μάτια».
Δηλαδή, ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι
αυτός που ουσιαστικά μας βοηθάει να
αντιλαμβανόμαστε τι ακριβώς βλέπουμε
«αξιοποιώντας»
το πραγματικό είδωλο που κάθε φορά
σχηματίζεται στους οφθαλμούς μας.
Απαγορεύεται από το δίκαιο της Πνευμ. Ιδιοκτησίας
η καθ΄οιονδήποτε τρόπο χρήση/αναπαραγωγή/ιδιοποίηση
του παρόντος άρθρου (ολόκληρου ή αποσπασμάτων)
© periopton
