Het grote wetenschappelijke mysterie rond het opkomen van de maan

Als je vanavond naar opkomst van de maan kijkt, zal die er bizar groot uitzien. Deels komt dat doordat het volle maan is en hij op de kortste afstand tot de aarde staat – een supermaan – maar voor het grootste deel ben je aan het kijken naar een optische illusie. Wetenschappers zijn al ongeveer sinds het begin der tijden aan het bakkeleien over een heel herkenbaar fenomeen dat de 'maanillusie' heet. En het is ze nog steeds niet gelukt om een antwoord te vinden op de vraag waarom de maan aan de horizon groter lijkt dan wanneer hij hoog aan de hemel staat.

Dit artikel begint misschien nu al met een domper – want je gaat het antwoord op de vraag niet krijgen – maar eigenlijk is het minstens zo leuk om te zien dat hele slimme theorieën onderuit worden gehaald door hele domme dingen. Dingen als ondersteboven naar de maan kijken, er een foto van maken of één oog dichtknijpen. Ik heb inmiddels al 24 verschillende theorieën geteld en om het een beetje behapbaar te houden, zal ik alleen de hoofdstromingen bespreken.

Laten we direct met een theorie uit de oudheid beginnen, zodat we die daar ook kunnen laten. De Griekse astronoom en wiskundige Ptolemaeus uit de tweede eeuw na Christus staat bekend als de bedenker van een kloppend rekenmodel voor ons sterrenstelsel wat uiteindelijk niet bleek te kloppen, omdat hij de aarde in het midden van ons sterrenstelsel had gezet. Desalniettemin is zijn model ongeveer anderhalf millennium de basis van de astronomie geweest, en dat kunnen de meesten niet zeggen.

De man wist dus duidelijk veel over de sterren en zijn theorie voor de maanillusie is ook erg hardnekkig gebleken. Volgens Ptolemaeus lijkt de maan aan de horizon groter omdat de atmosfeer van de aarde als een lens zou werken. Het licht dat van de maan komt, verandert van richting op het moment dat het in de atmosfeer van aarde terecht komt, waardoor de atmosfeer gaat werken als een vergrootglas.

Als dit waar zou zijn, dan zou je de maanillusie ook moeten kunnen fotograferen. En dat kan dus niet. Helaas voor Ptolemaeus, is de maanillusie de vampier van het gezichtsbedrog en blijft hij niet plakken op foto's. Probeer het zelf maar eens bij de volgende maansopgang die je ziet; de maan zal er voor je gevoel op de foto veel te klein uitzien.

De meeste theorieën die de maanillusie willen verklaren gaan er nu dan ook vanuit dat het geen natuurkundig fenomeen is, maar iets dat alles te maken heeft met onze gekke hersenen. Zo ook de theorie van de relatieve grootte.

Deze mogelijke verklaring stelt dat we de grootte van een bepaald ding bepalen door te kijken hoe groot de dingen eromheen zijn. Zoals in het plaatje hierboven bijvoorbeeld. De cirkel die omringd wordt door kleine cirkels ziet er veel groter uit dan de cirkel die omringd wordt door grote cirkels. Een beetje zoals iemand in de kroeg heel knap lijkt als hij of zij omringd wordt door lelijke mensen. Terug naar de maan: aan de horizon zie je over het algemeen bomen en huizen en die zijn in verhouding tot de maan klein. De maan zou dus groter lijken doordat het in de buurt is van kleinere dingen.

Helaas voor deze theorie is er iets geks aan de hand met de maanillusie. Als je vooroverbuigt en met je hoofd tussen je knieën naar de maan kijkt, dan werkt de illusie helemaal niet meer. Terwijl de maan omringd wordt door dezelfde, relatief kleine objecten. Ook dit zou je echt eens moeten proberen als je naar een maansopkomst aan het kijken bent.

Dit brengt ons bij theorie nummer drie en daarvoor moet je je even een spoorlijn voorstellen. Oké, ik geef je wel een plaatje.

Dit is zo'n klassieke optische illusie dat je 'm waarschijnlijk al voelt aankomen. Ik ga je inderdaad vragen welke witte balk het grootst is. En inderdaad: ze zijn allebei even groot. Maar ik denk dat we het wel eens zijn dat de bovenste balk groter lijkt en dit heeft alles te maken met hoe onze hersenen omgaan met perspectief. We weten dat dingen kleiner lijken naarmate ze verder weg zijn, dus compenseren we dat. Met andere woorden: we weten heel goed dat de dwarsliggers van de spoorlijn allemaal even lang zijn, ook al ziet het er niet zo uit. Als je zo'n soort perspectief dan combineert met andere vormen, zijn we geneigd om die ook in datzelfde perspectief te plaatsen.

De theorie van de ogenschijnlijke afstand is dat we dit ook doen met de maan als die aan de horizon staat. Je ziet een landschap waarvan de vormen allemaal in perspectief staan. Als je dan aan het einde van die lijn van dingen die allemaal verder weg staan – en er dus kleiner uitzien – een maan ziet, dan ga je ervan uit dat de maan het verst weg is van alles. Valt dit perspectief weg, bijvoorbeeld doordat de maan hoger aan de hemel is gaan staan, dan lijkt het alsof de maan dichter bij je is. Objectief gezien is de grootte van de maan niet veranderd, maar voor je gevoel is hij wel dichter bij je gekomen. De enige conclusie is dan dat de maan dus niet zo groot is als je dacht.

In 1962 hebben Kaufman en Rock deze theorie met een experiment ontkracht. De hypothese was dat als deze theorie waar is, dat mensen de maan bij maansopgang zowel groter als verder weg zouden moeten ervaren dan wanneer de maan aan de hemel staat. Uit het experiment bleek dat een meerderheid van de proefpersonen de maan weliswaar groter zag, maar dat ze ook dachten dat die dichterbij was dan een maan hoog aan de hemel. Dit experiment is een paar keer herzien, als laatste nog in 2002, en telkens is de conclusie hetzelfde: de theorie klopt niet.

Uit de laatste twee theorieën, die van de relatieve grootte en de ogenschijnlijke afstand, is een nieuwe verklaring geboren. Deze theorie stapt weg van de gewoonlijke optische illusies en gooit het meer op de stand van onze ogen. Kort gezegd heeft deze theorie, die de bedenkers de theorie van de occulmotor micropsie/macropsie noemen, alles te maken met scheel kijken. Als je naar iets dat heel dicht bij je gezicht staat kijkt, dan gaan je ogen een beetje scheel staan. Naarmate dat ding verder weg is, gaan je ogen eerst in de normale stand staan en later zelfs ietwat uit elkaar staan.

Volgens deze theorie – met een naam die ik liever niet nog een keer noem – zouden je ogen bij een maan aan de horizon een beetje uit elkaar gaan staan, omdat je weet dat de horizon best wel ver weg is. Als je naar de maan kijkt terwijl die aan de hemel staat, ben je jezelf niet bewust van het feit dat hij op 405.696 kilometer ligt – en vanavond dan op 363.104 kilometer. Ook al weet je dit wel, dan is het nog een afstand die moeilijk te bevatten is. Je ogen gaan daarom in de ruststand staan, waardoor je naar de maan kijkt alsof het iets is dat ongeveer twee meter van je vandaan is en hierdoor wordt het beeld van de maan kleiner. Je kan deze theorie testen door een beetje scheel naar de maan te kijken. Je ziet dan de maan dubbel, maar hij wordt ook kleiner. En als je dan weer normaal naar de maan kijkt, dan lijkt de maan ook weer groter dan hij eerst leek.

Het probleem met deze therorie is dat hij uitgaat van een illusie die wordt veroorzaakt door een foutje in de stand van je ogen. De maanillusie zou dan niet opgaan als je maar met één oog kijkt. En daar gaat het mis. De maan lijkt aan de horizon net zo groot als je met één oog kijkt dan wanneer je met twee ogen kijkt.

Het is duidelijk: de slimme mensen weten het niet. Als je nu – net als ik – volledig gegrepen bent door dit mysterie, dan kan ik je de drie boeken aanraden die ik heb gebruikt: The Moon Illusion van Kaufman en Rock, The Moon Illusion van Hershenson en The Moon Illusion Explained van McCready. Als je daar klaar mee bent, zijn er nog honderden artikelen die je bijvoorbeeld met EBSCO kan vinden. Je kan het jezelf ook besparen, accepteren dat sommige dingen in het leven nou eenmaal een illusie zijn en gewoon genieten van de supermaan vanavond.