Måneillusjonen

For noen måneder siden fikk jeg denne meldinga fra ei venninne. Hun sendte meg også utdrag fra det som best kan beskrives som en lettere oppheta diskusjon knytta til hvordan vi oppfatter månen:

Gjør den det?, tenkte jeg, som nok er mer opptatt av å forstå mekanismene som får himmelen til å se ut som den gjør, enn å faktisk se på himmelen.

Jeg stussa litt på at min meget oppegående venninne ikke hadde klart å google seg frem til svaret på egen hånd, men konkluderte likevel med at dette er noe jeg kan finne ut av på fem minutter! Jeg er jo tross alt en mann i førtiåra. Vitenskapsjournalist også, ja da, men først og fremst mann i førtiåra.

Fem minutter og en NASA-artikkel senere forsto jeg hvorfor venninna mi ikke hadde kommet frem til noen entydig konklusjon.

Den finnes ikke.

I NASA-artikkelen sto det «Selv om vi har observert det i tusenvis av år, finnes det fortsatt ingen tilfredsstillende vitenskapelig forklaring på akkurat hvorfor vi ser det.»

Vet vi virkelig ikke hvorfor månen ser større ut enn den i virkeligheten er? Det er jo snart seksti år siden vi klarte å bygge en rakett som sendte mennesker dit, man skulle tro det var hakket mer komplisert enn å forklare det som sikkert er en eller annen form for optisk illusjon?

Utfordring akseptert!

Fysikk eller psykologi?

Det at månen ser mye større ut når den er like over horisonten enn det den gjør når den står høyt på himmelen, er et så kjent fenomen at det har sitt eget navn – måneillusjonen.

Ordet illusjonen tyder unektelig på at svaret ikke ligger i fysikken, men vi starter der likevel, greit å være på den sikre siden.

Jonas R. Persson er fysikkprofessor ved NTNU. Han sier at måneillusjonen er knytta til hvordan vi oppfatter omgivelsene våre, ulike persepsjonsillusjoner, og hvordan disse påvirker vår oppfatning av omgivelsene.

– Det dreier seg altså ikke om fysikk eller astronomi, men mer om psykologi.

Jeg spurte Jørgen, som har tatt bildene i denne saken, og dermed brukt mer tid på å glane på månen enn de aller fleste, om hans foretrukne hypotese.

Han trodde atmosfæren spilte en rolle. Du ser jo gjennom mer atmosfære når du ser mot horisonten enn når du ser rett opp, kan den fungerer som et slags forstørrelsesglass, kanskje?

Hvis han tror det, er det sikkert mange andre som tror det også. Til alle dere: hypotese forkasta.

Vil det si at atmosfæren overhodet ikke påvirker måten vi oppfatter månen på?

Jo da, bare ikke på den måten. Den blir litt mer rødoransje, fordi atmosfæren skreller vekk lys med kortere bølgelengde (blålig) før den skreller vekk lys med lengre bølgelengde (rødlig).

I tillegg kan lysbrytninga i atmosfæren få månen til å se litt sammenklemt ut, men ikke mindre.

Det vil si at vi må over til psykologien.

Hjernen gjør så godt den kan

Mark C. Price er professor i psykologi ved UiB, og underviser blant annet i persepsjon. En grei plass å starte jakta på svar knytta til det som ligger inne i hodet heller enn ute i verdensrommet.

– Jeg er ingen ekspert på denne illusjonen, og hver gang jeg har prøvd å dykke ned i den har jeg bare funnet kontroverser.

– Kontroverser?

– Ja, det ser ikke ut til at vi klarer å finne konsensus. Av og til kommer det rapporter som hevder å ha funnet ny innsikt, men det gjenstår å se om disse tåler tidens tann.

Price viser til en forskningsrapport fra 2020, The Moon illusion explained by the projective consciousness model.

– Rapporten er IKKE lett å lese, den er ganske matematisk. Hovedpoenget ser ut til å være at illusjonen er hjernens beste gjetning og påvirkes av flere faktorer som virker sammen. Det handler om at hjernen prøver å skape best mulig mening ut fra den informasjonen den har.

Hjernens mange triks

Price har videreformidla det han kan om akkurat dette temaet, og sender meg videre til sin kollega Vebjørn Ekroll. Også han er professor i psykologi ved UiB, men han har visuelle illusjoner som sitt spesialfelt.

Ekroll forklarer at det gjennom tida har blitt fremsatt en lang rekke hypoteser for å forklare hvorfor vi oppfatter månen som vi gjør, og at det sannsynligvis er flere perseptuelle mekanismer, som delvis jobber mot hverandre, som spiller inn.

Vi starter med den kanskje mest kjente hypotesen, som er knytta til fenomenet som kalles størrelseskonstans.

Hvis du ser en bil på ti meters avstand, har den bilen en viss størrelse på netthinna di. Ser du den samme bilen på hundre meters avstand, er bildet som sendes fra netthinna til hjernen ti ganger mindre.

Likevel vil bilen se omtrent like stor ut for oss.

Hjernen har mange imponerende triks på lager, og dette er altså ett av dem. Den korrigerer rett og slett for den antatte avstanden til gjenstanden du ser på.

Hjernen gjetter seg frem til avstanden ved hjelp av forskjellige holdepunkter, og hvis den gjetter feil avstand blir også størrelsen til gjenstanden korrigert feil:

Hvis hjernen tror avstanden er større enn den egentlig er, vil også gjenstanden oppfattes som større enn den egentlig er, og motsatt.

– Dette er godt dokumentert, og i mange optiske illusjoner er det først og fremst dette fenomenet som er forklaringa.

Ponzo-illusjonen, som du ganske sikkert allerede har sett en eller annen variant av, er en faktor som også kan bidra til størrelseskonstansfenomenet.

Månen i horisonten kan oppfattes som den er i enden av en laaaaaang vei. Rundt månen høyt på himmelen er det ingen visuelle holdepunkter, og hjernen gjetter nærmere.

Premisset for denne hypotesen er altså at vi oppfatter månen som nærmere når den står høyt på himmelen. Men Ekroll forteller at dette ikke er noe det hersker konsensus rundt, og at flere studier tyder på det motsatte – at vi oppfatter månen som nærmere når den står lavt på himmelen.

Og da skulle vi tvert imot ha sett liten måne i horisonten, og stor måne høyt på himmelen. Noe alle for en gangs skyld er enige om at ikke er tilfelle.

Problemet er at vi har påfallende dårlig størrelseskonstans for månen og andre himmellegemer. Uansett om vi ser månen høyt på himmelen eller ved horisonten, ser den veldig mye mindre ut enn den egentlig er.

– Hjernen vår er ikke laga for å skjønne hvor stor månen er, det har rett og slett vært irrelevant for artens overlevelse.

Hvordan kan man si noe fornuftig om hvor langt unna hjernen vår tror månen er, da?

Når vi ikke engang kan stole på astronauter

En annen måte å forklare illusjonen på, er ved hjelp av relativ størrelse, en mekanisme som historisk har vært den vanligste hypotesen.

Ebbinghausillusjonen viser tydelig at to like store sirkler kan fremstå ulike i størrelse alt etter størrelsen på sirklene de omgis av.

Horisont-månen er gjerne omgitt av mindre objekter i nærheten, mens himmel-månen er omgitt av nettopp himmelen, som alle enes om at er relativt svær.

Dermed vil horisont-månen kunne bli stor og himmel-månen liten, også uten at hjernen feilkorrigerer for oppfatta størrelse.

Men heller ikke denne hypotesen står fjellstøtt. Nasa rapporterer om at selv astronauter i bane rundt jorda opplever måneillusjonen, og de har ingen småobjekter mellom seg og horisont-månen.

Kan vi skylde på øynene, da?

Når du ser horisont-månen ser du som oftest rett frem. Når du ser himmel-månen, derimot, vinkler du gjerne øynene oppover.

Tidligere var også dette en populær hypotese, at komprimeringa av synsfelt skulle ha noe å si.

Men på samme måte som popularitet på ungdomsskolen ikke garanterer tilsvarende i voksenlivet, kan også hypoteser fra gamle dager oppleve statusfall i moderne tid. Noe å tenke på for dagens populære hypoteser, siden mye tyder på at moderne tid faktisk også kommer til å bli gamle dager på et tidspunkt.

I dette tilfellet har flere eksperimenter vist at effekten av betraktningsvinkelen umulig kan være særlig stor.

Ekroll forteller derimot om en annen mekanisme knytta til selve øyet som kan være en komponent i det hele.

Hvis du holder fingeren foran ansiktet ditt og fokuserer på den, blir alt som ligger langt bak ute av fokus. Hvis du fokuserer på det som ligger langt bak, er det fingeren som blir uskarp.

Funnene i rapporten Ekroll viser til tyder på at ting ser mindre ut når vi fokuserer nært.

Umiddelbart gir ikke det mening i denne sammenhengen, all den tid månen er langt unna uansett. MEN når vi ser på himmelmånen er det ikke den vi fokuserer på, vi har ikke nok kontekst til å vite hvor vi skal fokusere, og derfor går øyet i hvilefokus.

Hvilefokus ligger på et punkt omtrent en meter unna oss, mens månen i virkeligheten er snaut 400.000 kilometer unna.

Horisontmånen har typisk masse kontekst, så når du ser på den er det ikke noe problem å fokusere riktig. Dermed vil den se større ut. Men denne effekten er sannsynligvis ikke stor nok til å forklare illusjonen alene.

Den lite festvennlige konklusjonen

Vi sitter igjen med mange ulike hypoteser og mekanismer som potensielt kan ha noe å si for hvordan vi oppfatter månen, men få tydelige svar.

Hva tror Ekroll selv?

– Vi mennesker har en sterk tendens til å tro at ethvert fenomen har én forklaring. Finner vi et problem med den forklaringa, forkaster vi den, og leter etter ei ny forklaring. I dette tilfellet, som i veldig mange andre, tror jeg svaret er «veldig mange ulike faktorer i samspill».

På den ene sida er det noe lite tilfredsstillende med dette svaret. Det lar seg for eksempel ikke komprimere til en snerten fun fact du kan briljere med på fullmånefest på ei strand i Thailand.

På den andre sida ble kanskje du, og i hvert fall jeg, tvunget til å tilegne oss mer kunnskap i jakten på det ikke-eksisterende enkle svaret enn det vi hadde måttet gjort hvis løsninga var «det er jo bare lysbrytninga i atmosfæren».

Jeg foretrekker glasset halvfullt-perspektivet!

Men hva med venninna mi?

– Jeg, og sikkert mange andre, har nok et ønske om en entydig forklaring på et slikt fenomen, så å bli påminnet at denne ene forklaringen ikke finnes er en slags oppvekker. Jeg tar også med meg videre er at nevropsykologi er et spennende felt jeg ønsker å lære mer om. Hjernen, ass!

Der er vi helt på linje – hjernen, ass!