달의 크기가 달라져 보이는 이유는 뭘까요?

Question

어떤날은 유난히 달이 커 보일 때가 있고, 그 반대로 작게 보일 때도 있는데달의 크기는 같은데 달리 보이는 이유는 무엇일까요?

자연지기 · Accepted Answer

달이 크게 보이는 이유는 아래의 두가지로 설명될 수 있습니다.1. 달이 근지점(지구와 가장 가까운 위치)에서 보름달이 되었다면 가장 크게 보입니다.달은 지구를 중심으로 타원 궤도를 그리며 공전하기 때문에 상대적으로 지구에 가까워지고 멀어집니다.따라서 달의 실제 크기는 변함이 없지만 지구 에서 관측되는 달의 크기는 달라집니다.달이 지구에서 356,410Km 떨어진 근지점에 있을 때 달의 시직경은 33.5분으로 406,697Km 떨어진 원지점에서의 시직경 29.4분보다 약 1.14배 크게 보입니다.2. 달이 지평선 근처에 있을 경우 가장 커보입니다.달이 지평선에 있을 때 커보이는 이유는 몇 가지가 있습니다.먼저, 지평선에서는 달과의 크기를 비교해 볼 만한 물체가 많기 때문입니다.집이나 나무 등과 비교해 봤을때 달이 상대적으로 크게 보이는 것입니다.두번째로, 지구의 대기 때문입니다.지평선 부근에서 달빛이 들어온다면 하늘 높은 곳에 있을 때보다 훨씬 두꺼운 대기층을 통과해야 합니다.두꺼운 대기층을 통과하게 되면 빛의 산란이 많이 일어나서 높은 곳에 뜬 달보다 커보이게 됩니다.하지만 달이 커보이는 가장 중요한 이유는 사람의 착시현상입니다.이 내용은 아래와 같습니다. 수백년간 일반인은 물론 과학자들 사이에서 논쟁거리가 됐던 달에 대한 수수께끼가 미국의 부자(父子) 과학자에 의해 풀렸다.수수께끼는 바로 달이 하늘 높이 있을 때보다 지평선 가까이 있을 때 더 커보이는 이유에 대한 것이다.달이 하늘 높이 떠 있을 때보다는 지평선 가까이에서 더 커보이는 것은 누구나 느끼는 현상으로 `달 착시(moon illusion)'라고 한다. 하지만 그 원인은 수백년에 걸친 과학자들의 노력에도 불구하고 밝혀지지 않았다.미국 학술원회보(PNAS)는 최근호(4일자)에서 미국 뉴욕대 심리학자 로이드 카프만 교수와 그의 아들인 IBM 알마덴연구센터 물리학자 제임스 카프만 박사가 `달 착시현상의 원인을 실험을 통해 밝혀냈다며 표지논문으로 다뤘다.달이 지평선 근처에 있을 때나 높은 하늘에 떠 있을 때나 지구에서 볼 때 거리와 크기가 실제로 거의 똑같기 때문에 달착시현상은 사실 사람의 뇌가 외부 정보를 받아들여 해석하는 과정에서 일어나는 일종의 착각이다.과학자들은 지금까지 이 현상에 대해 두가지 설명이론을 제시했으나 두 이론은 서로 반대되는 것이어서 논란이 돼 왔다.달 착시현상 설명 이론 중 더 오래된 것(겉보기-거리 이론)은 달이 지평선 근처에 있으면 주변 지형 등의 정보가 뇌의 거리인식에 영향을 미쳐 달이 실제보다 더 커 보이게 된다는 것이다.반면 1965년에 등장한 다른 이론(겉보기-크기 이론)은 높이 뜬 달이 더 작아 보이기 때문에 뇌가 지평선 근처의 달보다 더 멀리 있는 것처럼 인식한다고 설명한다.즉 겉보기-거리 이론'은 뇌가 먼저 물체가 있는 곳까지의 거리를 판단하고 그에 따라 크기가 달라보이는 착시가 생긴다는 것이고 겉보기-크기 이론'은 눈으로 보이는 크기 차이에 따라 거리가 실제보다 멀거나 가깝게 인식된다는 것이다.그러나 카프만 박사팀은 최근 컴퓨터와 광학계를 이용, 지평선 근처와 높은 하늘에 떠 있는 달을 만들어 보여주는 실험으로 `겉보기-거리'이론이 옳음을 입증했다.달 착시현상은 인간의 뇌가 지평선 근처의 달이 하늘 높이 떠 있는 달보다 더 멀리 있다고 인식하기 때문에 발생한다는 것이다.즉 지평선 근처의 달이 하늘 높이 떠 있는 달보다 멀리 있다고 인식하기 때문에 `멀리 있는 것은 작아보인다'는 상식을 보완하려는 작용으로 달이 실제보다 더 커져 보인다는 것이다.이 연구에서 실험 참가자들은 지평선 근처의 달이 높이 떠 있는 달보다 자신들로부터 4배나 더 멀리 있다고 인식하는 것으로 나타났으며 컴퓨터 모니터에 띄운 달을 더 가까이 옮길 경우 달이 오히려 더 작아보인다는 반응을 보였다.이는 끝이 점점 좁아지는 철로 그림의 가까운 곳과 먼 곳에 길이가 같은 선을 그렸을 때 먼 곳에 그린 선이 더 길어보이는 `폰조 원근착시(Ponzo perspective illusion)'와 비슷한 현상이다.지평선 근처의 달이 멀리 있다는 착각을 없애는 실험을 누구나 쉽게 할 수 있다. 즉 엄지와 검지로 만든 조그만 틈이나 파이프를 통해 달을 보면 주변 지형이 아무 영향을 미치지 못하기 때문에 하늘 높이 떠 있는 달과 크기가 같아 보이게 된다.카프만 교수는 '인간은 물체까지의 거리에 관계없이 실제 크기를 정확히 인식할 수 있어 멀리 있는 자동차나 나무 등은 작게 보이지만 뇌는 실제 크기를 가늠할 수 있다며 이런 뇌와 시각 작용이 달 착시현상을 일으키는 것'이라고 말했다.

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