L'illusion lunaire : pourquoi la Lune paraît-elle si grosse?

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L'illusion lunaire : pourquoi la Lune paraît-elle si grosse?

Cette énorme Lune que l'on voit parfois accrochée au-dessus de l'horizon est captivante. Mais si nous vous disions qu'une partie de sa beauté n'est qu'une illusion d'optique ? L'illusion lunaire intrigue l'humanité depuis le 4e siècle avant Jésus-Christ. Nous allons en parler plus en détail et nous verrons si la Lune peut encore nous ensorceler.

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Pourquoi la Lune est-elle aussi grosse cette nuit ?

La Lune peut sembler plus grosse pour deux raisons :

  1. Il s'agit d'une super pleine lune, c'est-à-dire que la Lune se trouve au plus près de la Terre sur son orbite, ou presque
  2. C'est une illusion lunaire : une astuce de notre cerveau qui fait paraître la Lune plus grosse lorsqu'elle est proche de l'horizon

Pour en savoir plus sur la première raison, consultez notre guide sur les super-lunes. Ici, nous allons parler de l'illusion lunaire.

Qu'est-ce qu'une illusion lunaire ?

L'illusion lunaire est une illusion d'optique faisant paraître la Lune plus grosse lorsqu'elle est près de l'horizon que lorsqu'elle est à son zénith. Le Soleil et les constellations subissent également cet effet. La première mention d'« illusion lunaire » est apparue pour la première fois dans Météorologie (350 avant J.-C.) du philosophe grec Aristote. Il attribuait ce phénomène à la réflexion de la lumière. Nous n'avons pour l'instant pas d'explication cohérente à l'illusion lunaire.

Comment prouver que la grosseur de la Lune n'est qu'une illusion ?

Une chose dont nous sommes sûrs à propos de l'illusion lunaire, c'est qu'elle ne se trouve que dans notre tête. Voici comment éclaircir ce phénomène :

  • Prenez une photo de la Lune lorsqu'elle se trouve juste au-dessus de l'horizon et, sans modifier les réglages de votre appareil photo, prenez une autre photo du petit disque lunaire lorsqu'il est au zénith. En comparant les deux photos, vous ne devriez voir aucune différence de taille. (Nous verrons plus tard comment faire en sorte que la Lune soit énorme sur vos photos).
  • Roulez une feuille de papier et scotchez-la pour que son diamètre corresponde à celui de la Lune. Attendez que la Lune monte haut dans le ciel et regardez-la à travers votre tube de papier. Vous constaterez que le disque lunaire remplit le même espace.
  • La façon la plus amusante de démontrer qu'il s'agit bien d'une illusion, c'est de vous retourner pour que la Lune soit derrière vous et de vous pencher pour la regarder entre vos jambes. Votre cerveau ne percevra pas l'environnement de la Lune comme quelque chose de familier et ne créera pas l'illusion.

Vous n'avez d'ailleurs pas besoin de comparer la Lune lorsqu'elle est juste au-dessus de l'horizon et lorsqu'elle est au zénith. Si vous vous contentez de regarder l'« énorme » Lune à travers un tube de papier ou sur la photo que vous avez prise, vous serez immédiatement déçu, car l'illusion ne fonctionne que lorsque vous regardez la Lune en direct, au milieu de son environnement.

Théories expliquant l'illusion lunaire

La Lune semble plus grosse à cause d'une illusion d'optique, d'accord. Mais laquelle ? Personne n'a encore trouvé d'explication définitive. Voilà pourquoi des scientifiques continuent de chercher. Jetons un coup d'œil aux théories les plus courantes.

Théorie ancienne : l'atmosphère a un effet grossissant

Au IVe siècle avant J.-C., Aristote avait remarqué que les objets célestes apparaissent plus grands à l'horizon. Il partait du principe que l'atmosphère terrestre agit comme une lentille d'eau qui agrandit l'image de la Lune, du Soleil et des étoiles. L'astronome gréco-égyptien Ptolémée et l'astronome grec Cléomède ont proposé des théories similaires au IIe siècle de notre ère.

Théorie du dôme aplati

Au XIe siècle, le savant arabe Ḥasan Ibn al-Haytham a proposé une théorie selon laquelle nous ne percevons pas le ciel comme un hémisphère, mais comme un dôme aplati. Selon cette idée, la distance au point le plus élevé du ciel semble beaucoup plus courte que la distance à l'horizon. Voilà pourquoi le disque lunaire semble plus proche au zénith et est perçu comme un objet plus petit, alors que lorsqu'elle est juste au-dessus de l'horizon, la Lune nous apparaît plus éloignée. Cela explique la différence de taille. Notre cerveau ne peut tout simplement pas comprendre que la distance de la Lune par rapport à nous ne change pas beaucoup par rapport à sa position dans le ciel.

Illusion d'Ebbinghaus

Selon cette explication, formulée dans les années 1890 par le psychologue allemand Hermann Ebbinghaus, nous percevons la taille des objets par rapport à leur contexte. Nous avons tous vu ces images de deux cercles, le premier entouré de grands cercles et le second entouré de petits cercles. Le premier nous semble plus petit, alors qu'ils sont pourtant bien de la même taille. En ce qui concerne la Lune, elle peut paraître plus grosse lorsque les arbres, les maisons et les montagnes l'entourent que lorsque nous ne voyons que l'immense étendue du ciel qui l'entoure.

Illusion de Ponzo

Comme l'a démontré le psychologue italien Mario Ponzo en 1911, si nous plaçons deux objets identiques au-dessus d'une paire de lignes horizontales convergentes, celui du haut paraîtra plus grand que celui du bas. Ce phénomène est également appelé « illusion des rails de chemin de fer ». Les maisons, les arbres et d'autres objets peuvent servir de « lignes de chemin de fer » créant une perspective linéaire dans laquelle la Lune se trouve loin de nous, donc de grande taille.

Micropsie de convergence

Comme le suggère l'une des théories les plus récentes, appelée « Micropsie de convergence », notre cerveau juge la distance des objets et leur taille apparente en fonction de la focalisation de nos yeux. Lorsque nous regardons la Lune alors qu'elle est basse dans le ciel, nous nous concentrons sur le lointain et percevons la Lune comme un grand objet lointain. Haut dans le ciel, cependant, nous n'avons aucun autre repère sur lequel faire la mise au point, de sorte que nos yeux se règlent sur une mise au point par défaut qui se situe à quelques mètres. Notre cerveau considère que la Lune est proche et donc petite.

Pourquoi toutes ces théories ne sont-elles pas convaincantes ?

Aussi intéressantes que puissent paraître toutes ces théories, il existe des arguments contre chacune d'entre elles :

  • Les anciennes théories reposant sur le fait que l'atmosphère grossirait les objets échouent immédiatement lorsque l'on compare la taille de la Lune lorsqu'elle est juste au-dessus de l'horizon et lorsqu'elle est au zénith. On constate qu'elles sont bien identiques.
  • Les théories de Ponzo et d'Al-Haytham suggèrent que la Lune devrait paraître plus loin à l'horizon, mais la plupart des gens disent qu'au contraire, le disque lunaire leur semble plus proche.
  • La théorie d'Ebbinghaus n'explique pas pourquoi les astronautes et les pilotes de ligne voient l'illusion lunaire, alors qu'il n'y a pas d'objets plus petits autour pour comparer.
  • Même la nouvelle théorie de la micropsie de convergence ne satisfait pas tous les scientifiques. Ils affirment que les personnes âgées et les personnes ayant des implants de lentilles oculaires (qui n'ont pas d'accommodation optique) voient l'illusion lunaire, ce qui est crucial dans la théorie de la micropsie de convergence.

Comment photographier une énorme lune ?

Pour que la Lune paraisse énorme sur une photo, il faut également créer une sorte d'illusion, mais en utilisant des moyens techniques, cette fois-ci. Voici un guide simple :

  • Utilisez un appareil photo doté d'un téléobjectif à zoom long. Sans surprise, plus vous zoomez, plus la Lune apparaît grosse.
  • Placez d'autres objets (arbres, bâtiments, personnes) au premier plan pour comparer la taille de la Lune à quelque chose. C'est tout simplement la mise en œuvre de l'illusion d'Ebbinghaus que nous avons expliquée plus haut. La Lune sera plus impressionnante lorsqu'elle se lève derrière une maison que dans un ciel tout noir.
  • Contrôlez votre exposition et utilisez un trépied pour prendre une photo nette.
  • Planifiez votre photo bien à l'avance. Pour savoir quand la Lune sera la plus belle dans le paysage que vous avez choisi, utilisez l'application Ephemeris. Cet outil vous aidera à choisir les conditions parfaites pour votre photo.

Infos intéressantes

  • La Lune devient jaune ou orange lorsqu'elle est proche de l'horizon. La lumière de la Lune doit traverser plus d'air lorsqu'elle se trouve près de l'horizon. La lumière bleue, de longueur d'onde plus courte, est dispersée par l'air, tandis que la lumière rouge, de longueur d'onde plus longue, atteint tout de même nos yeux. C'est le seul réel effet de l'atmosphère terrestre sur la Lune.
  • La Lune basse est en fait plus petite d'environ 1,5 % que la Lune haute. Elle se trouve à environ 6400 kilomètres plus loin de notre point d'observation que lorsqu'elle est haute dans le ciel. Cependant, cette différence de taille est imperceptible à l'œil.
  • Les planétariums doivent doubler la taille de l'image de la Lune lorsqu'elle est proche de l'horizon pour qu'on la voit comme lorsqu'elle est dans le ciel. L'illusion lunaire ne fonctionnant qu'avec la vraie Lune, les planétariums ont dû sacrifier la précision au nom du réalisme.
  • On confond souvent l'illusion lunaire avec une super-lune. Cependant, les super-lunes ne sont pas aussi impressionnantes que leur nom ne pourrait le faire espérer. Une super-lune paraît environ 7 % plus grande que la moyenne, tandis qu'avec l'illusion lunaire, nous avons l'impression que le disque lunaire est deux fois plus grand qu'au zénith.

Résumé : La Lune semble plus grosse lorsqu'elle est proche de l'horizon à cause de l'« illusion lunaire ». Nous n'avons toujours pas d'explication fiable à cette illusion d'optique, mais nous pouvons continuer à chercher une réponse sans oublier d'apprécier la beauté de la Lune.

Crédit texte:
Crédit d'image:Vito Technology, Inc.
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