Silas Laycock, UMass Lowell
Trẻ em tò mò là một bộ truyện dành cho trẻ em ở mọi lứa tuổi. Nếu bạn có câu hỏi muốn chuyên gia trả lời, hãy gửi câu hỏi đó đến tò mòkidsus@theconversation.com.
Tại sao trăng trông gần vào một số đêm và nhìn xa vào những đêm khác? – Gabriel H., 7 tuổi, Providence, Rhode Island
Một số đêm Mặt trăng dường như thực sự gần và lớn hơn bình thường.
Vào một buổi tối mùa hè khi tôi còn nhỏ, tôi nhớ mình đã rất hoang mang và rồi giật mình khi thấy một hình tròn khổng lồ đang từ từ chui lên phía sau ngôi nhà của người bạn Nancy, nằm trên ngọn đồi phía bên kia ngôi làng của chúng tôi.
Một lúc nào đó, tôi chợt nhận ra đó là Mặt trăng, và tôi chạy la hét khắp khu vườn để nói với bố tôi và nhờ ông ấy đến xem. Nó lớn hơn một ngôi nhà, có màu cam đậm và chắc chắn có ý nghĩa to lớn. Bố tôi lẩm bẩm điều gì đó về quan điểm và quay lại làm vườn hoặc chơi piano.
Không thuyết phục, tôi vẫn tiếp tục ngắm Mặt trăng. Sau đó, khi Mặt trăng đã lên cao hơn trên bầu trời, nó sẽ trở lại giống như bình thường.
Chào mừng đến với những gì mà các nhà thiên văn học như tôi gọi ảo ảnh mặt trăng.
Có thể khó tin rằng đó chỉ là ảo ảnh khi Mặt trăng trông rất lớn, nhưng đó là sự thật. Bạn thực sự có thể tự mình kiểm tra ảo ảnh và thậm chí chụp nó bằng máy ảnh.
Hai Mặt Trăng trong hình ảnh chỉnh sửa này có cùng kích thước, nhưng Mặt Trăng ở gần đường chân trời ở phía bên phải trông lớn hơn do ảo ảnh Mặt Trăng. Heeheemalu / Wikimedia Commons, CC BY-SA
Một thủ thuật của tâm trí
Các nhà thiên văn học đã thảo luận về ảo ảnh Mặt trăng trong nhiều thế kỷ, và có một số sự thật mà tất cả họ đều đồng ý.
Mọi người chủ yếu nhận thấy Mặt trăng trông lớn hơn và gần hơn khi nó đầy đặn và gần đường chân trời. Điều này là do tâm trí của bạn đánh giá mức độ lớn hay nhỏ của một vật thể như Mặt trăng bằng cách so sánh nó với những thứ quen thuộc khác.
Hãy tưởng tượng bạn đang đứng bên ngoài gần ngôi nhà của bạn. Ngôi nhà của bạn trông sẽ lớn, và nếu Mặt trăng mọc bên cạnh, Mặt trăng sẽ trông bình thường. Tuy nhiên, nếu bạn nhìn vào một ngôi nhà từ xa, ngôi nhà trông rất nhỏ.
Ảo giác xuất phát từ thực tế là Mặt trăng ở rất xa nên cho dù bạn ở đâu trên Trái đất, Mặt trăng luôn trông có cùng kích thước. Thực ra, những thứ mà tâm trí bạn so sánh với Mặt trăng – một ngôi nhà, một ngọn núi hay bất cứ thứ gì khác – trông lớn hơn hay nhỏ hơn tùy thuộc vào khoảng cách của bạn với chúng. Vì vậy, khi Mặt trăng mọc bên cạnh một ngôi nhà xa hoặc một ngọn núi xa, Mặt trăng trông rất to lớn.
Hai hình tròn màu cam ở trung tâm của các hình tròn màu xám có cùng kích thước, nhưng chúng trông khác nhau vì kích thước khác nhau của các hình tròn xung quanh chúng. Phrood / Wikimedia Commons
Các nhiếp ảnh gia sử dụng thủ thuật này để chụp những bức ảnh ngoạn mục về các vật thể ở xa với Mặt trăng phía sau chúng. Mọi người thường trải nghiệm ảo giác Mặt trăng trong các kỳ nghỉ khi họ đến những không gian rộng rãi. Đây có thể là lý do tại sao các Mặt trăng lớn trở thành ký ức mạnh mẽ về những khoảng thời gian hạnh phúc.
Thu phóng khí quyển và thay đổi quỹ đạo
Có một số lời giải thích nghe có vẻ thuyết phục nhưng sai lầm cho ảo ảnh Mặt trăng. Hầu hết đều dựa trên sự thật nào đó, vì vậy họ vẫn kiên trì.
Đầu tiên là ý tưởng cho rằng bầu khí quyển hoạt động giống như một thấu kính và phóng đại Mặt trăng. Khi Mặt trăng ở gần đường chân trời, ánh sáng của nó phải truyền qua bầu khí quyển của Trái đất nhiều hơn so với khi Mặt trăng trực tiếp ở trên cao. Đúng là không khí hoạt động như một lăng kính khổng lồ và bẻ cong các tia sáng, làm sai lệch màu sắc và hình dạng của Mặt Trăng. Nhưng nó không hoạt động như một kính lúp.
Tiếp theo là ý tưởng cho rằng vào một số đêm, Mặt trăng thực sự ở gần hơn. Quỹ đạo của Mặt trăng không phải là hình tròn hoàn hảo – nó giống hình bầu dục hơn, được gọi là hình elip – vì vậy Mặt trăng ngày càng gần và xa hơn trong suốt một tháng.
Quỹ đạo của Mặt trăng khiến nó không phải lúc nào cũng bằng khoảng cách so với Trái đất – như trong hình là phóng đại – nhưng sự khác biệt về khoảng cách không đủ để giải thích cho ảo ảnh Mặt trăng. Rfassbind / Wikimedia Commons
Khi phần gần của quỹ đạo trùng với mặt trăng tròn, nó được gọi là siêu mặt trăng. Nhưng khi Mặt trăng ở gần Trái đất nhất, nó chỉ gần hơn khoảng 12% đến 15% so với khi nó ở xa Trái đất nhất – một sự khác biệt quá nhỏ để giải thích ảo giác Mặt trăng. Khó có thể nhận thấy sự khác biệt 15% về kích thước nếu chỉ nhìn Mặt trăng một mình trên bầu trời.
Thử nghiệm ảo giác
Thật dễ dàng để kiểm tra ảo giác Mặt trăng và bạn có thể tự mình làm điều đó. Lần tới khi bạn nhìn thấy Mặt trăng to và gần hơn bình thường, hãy đưa tay thẳng ra. Sau đó, nhắm một mắt lại và xem đầu ngón tay nào vừa đủ che Mặt trăng – đối với tôi, đó là ngón út của tôi. Chờ một lúc cho đến khi Mặt trăng di chuyển lên cao hơn trên bầu trời và thử lại thí nghiệm. Mặt Trăng có thể trông nhỏ hơn, nhưng cùng một ngón tay của bạn sẽ che phủ nó như nhau.
Xin chào, những đứa trẻ tò mò! Bạn có câu hỏi nào bạn muốn một chuyên gia trả lời không? Yêu cầu một người lớn gửi câu hỏi của bạn đến CuriousKidsUS@theconversation.com. Vui lòng cho chúng tôi biết tên, tuổi và thành phố nơi bạn sống.
Và vì sự tò mò không giới hạn độ tuổi – người lớn, hãy cho chúng tôi biết bạn cũng đang thắc mắc điều gì. Chúng tôi sẽ không thể trả lời mọi câu hỏi, nhưng chúng tôi sẽ cố gắng hết sức.
Silas Laycock, Giáo sư Thiên văn học, UMass Lowell
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.