Tại sao Mặt Trăng nhìn to hơn, gần hơn khi ở chân trời?

Mặt Trăng ở gần đường chân trời trông lớn hơn khi nó ở trên cao nhưng thực thế thì hai hình ảnh này có kích thước giống nhau. Đây là ảo giác nổi tiếng nhất thế giới mà cho tới nay vẫn chưa được giải mã.

• Giải mã bí ẩn quả bóng tự "leo dốc" ở ngọn đồi "phi trọng lực"
• Giải mã lưỡi liềm xanh bí ẩn trong nhiều ảnh chụp nhật thực toàn phần ở Mỹ
• 7 ảo ảnh thị giác tự nhiên đánh lừa mắt người nổi tiếng nhất thế giới

Một trong những ý tưởng đầu tiên giải thích về ảo giác bí ẩn này là của Aristotle, nhà triết học Hy Lạp cổ đại. Ông cho rằng bầu khí quyển của Trái Đất như một thấu kính khổng lồ phóng to Mặt Trăng khi ở gần đường chân trời. Nhưng lời giải thích này không đúng bởi các hiệu ứng tán xạ của không khí chỉ có thể làm cho Mặt Trăng mang màu đỏ hoặc cam nhưng không làm thay đổi kích thước của nó.

Các nhà thiên văn đã sử dụng công cụ gọi là máy kinh vĩ để xác định kích thước của Mặt Trăng tại các điểm khác nhau. Kết quả cho thấy trăng tròn có bề rộng 0,52 độ (so với 360 độ của toàn bộ bầu trời) và không đổi trong suốt đêm. Còn trên thực tế, theo các phép đo chính xác, do khoảng cách quan sát tới chân trời xa hơn nên Mặt Trăng khi ở trên đỉnh đầu lớn hơn Mặt Trăng ở đường chân trời khoảng 2%.

Mặt Trăng ở trên đỉnh đầu lớn hơn Mặt Trăng ở chân trời nếu đo bằng máy. (Ảnh: Bob King.)

Theo các nhà nghiên cứu, hiện tượng Mặt Trăng trông lớn hơn khi ở gần đường chân trời là hoàn toàn do bộ não con người. Nhưng hiện nay chúng ta vẫn chưa thể khám phá hết những chức năng của não người.

Năm 2006, các nhà khoa học đã thực hiện một nghiên cứu bằng phương pháp chụp cộng hưởng từ MRI, mô phỏng ảo giác tương tự trong phòng thí nghiệm để tìm nguyên nhân gây ra hiện tượng này. Kết quả cho thấy, hình cầu bên trái cho cảm giác lớn hơn và ở xa hơn hình cầu bên phải, dù kích thước thật của cả hai như nhau. Hiện tượng này tương tự như ảo giác con người thấy Mặt Trăng ở chân trời to hơn.

Trong phòng thí nghiệm, quả cầu bên trái nhìn to hơn và ở xa hơn quả cầu bên phải, tương tự Mặt Trăng ở chân trời. (Ảnh: Murray.)

Để giải thích sai lầm này của bộ não, các nhà nghiên cứu đã đưa ra một giả thuyết. Góc nhìn của mắt với chiếc ô tô dần đi xa về phía trước sẽ nhỏ dần. Nhưng, do chúng ta đều biết chắc chiếc xe không bị thu nhỏ nên não bộ sẽ tự điều chỉnh kích thước quan sát để mắt ta vẫn thấy chiếc xe ở cùng kích cỡ khi di chuyển ra xa.

Còn đối với Mặt Trăng, khoảng cách là rất lớn nên chúng ta không thể cảm nhận độ xa chuẩn xác. Khi cảm giác đường chân trời ở xa hơn vị trí trên đỉnh đầu rất nhiều, cơ chế này cũng sẽ đánh lừa bộ não. Lúc này, não bộ sẽ cho rằng Mặt Trăng cũng phải lớn hơn kích thước thật của nó để lấp đầy cùng một không gian.

Khi được hỏi, hầu hết mọi người đều trả lời Mặt Trăng trông vừa to lại vừa gần chứ không phải xa. Các nhà nghiên cứu đã dựa trên nghiên cứu khoa học thần kinh để đưa ra giả thuyết giải thích vấn đề này.

Bộ não của chúng ta có hai hệ thống cơ bản nằm ở hai vùng khác nhau để xử lý thông tin thị giác: một quyết định bạn sẽ nhìn cái gì (ventral stream) và một xác định vị trí của đối tượng quan sát (dorsal stream).

Giả thuyết mới cho rằng, hai hệ thống này làm việc theo thứ tự để tạo ra ảo giác Mặt Trăng. Ventral stream tự đồng điều chỉnh cho Mặt Trăng trở nên lớn hơn khi thấy nó ở xa theo cách giải thích cũ. Sau đó, Dorsal stream sẽ xác định lại vị trí của Mặt Trăng theo hướng suy luận mới, Mặt Trăng lớn hơn bình thường, nghĩa là nó phải ở gần.

Mặc dù mới chỉ là giả thuyết và chưa có bằng chứng nhưng kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy hiệu ứng kích thước - khoảng cách thực sự có liên quan đến ảo giác Mặt Trăng ở chân trời to hơn.