На самом деле угловой размер Луны в обоих случаях одинаковый, то есть мы видим ее одного размера. То, что у горизонта она кажется больше, является оптической иллюзией, которая называется «Иллюзией Луны». То же самое явление мы наблюдаем и с Солнцем. Помните финальную сцену «Неуловимых мстителей» — четыре всадника на фоне заходящего солнца? Очень красиво, но это монтаж.
Существует несколько версий возникновения этой иллюзии.
Теория о роли конвергенции глаз объясняет изменение размера Луны тем, что при поднятии взгляда вверх, чтобы посмотреть на Луну в зените, зрительные оси расходятся в стороны, относительно центра. Так происходит, когда мы смотрим на далекие объекты. Следовательно, мозг получает сигнал о том, что объект удален и должен казаться меньше.
Теория кажущейся удалённости объясняет эту иллюзию тем, что мозг человека «видит» небо не как полусферу, чем оно на самом деле является, а как сплюснутый купол. Наблюдая за облаками, птицами и самолётами, человек видит, что они уменьшаются при приближении к горизонту. Когда мы смотрим на Луну, расположенную близко к горизонту, мозг пытается компенсировать перспективные искажения и предполагает, что диск луны должен быть физически больше. И мозг подает нам именно такой сигнал: луна больше.
По теории относительного размера воспринимаемый размер объекта зависит от размеров остальных объектов в поле зрения, которые мы наблюдаем одновременно. При наблюдении Луны близко к горизонту мы видим не только ее, но и другие объекты, на фоне которых Луна кажется больше, чем она есть на самом деле. Когда же Луна находится в небе, бескрайние просторы неба заставляют её выглядеть меньше.
Специально поставленные эксперименты подтвердили, что все три теории справедливы, однако только две последние являются все же более вероятными.