매일 보는 해와 달, 그런데 왜 크기가 다를까? 대기 굴절과 폰조 착시

매일 보는 해와 달, 그런데 왜 크기가 다를까? 아침에 동쪽에서 떠오르는 태양을 보면 왠지 정오의 태양보다 더 커 보입니다. 밤에 지평선 가까이 떠 있는 달도 마찬가지죠. 그런데 이상하지 않나요? 정오의 태양은 하늘 한가운데 떠 있어서 우리와 더 가까운 것 같고, 한밤중의 달도 지구를 향해 있는데 왜 작게 느껴질까요?

이런 의문 단순히 눈의 착각일까요? 아니면 정말 크기가 달라지는 걸까요? 이번 글에서 그 이유를 살펴보고자 합니다.

매일 보는 해와 달, 그런데 왜 크기가 다를까

 

반응형

 

대기 굴절과 폰조 착시

  지평선과 하늘은 왜 다르게 보일까?

우리가 하늘을 볼 때마다 그 사이에는 보이지 않는 존재, 바로 지구의 대기가 있습니다. 이 대기는 단순히 공기 덩어리가 아니라, 빛을 휘게 만들고 색을 바꾸는 거대한 렌즈 같은 역할을 하죠.

태양이나 달에서 오는 빛은 대기를 통과하면서 살짝 방향이 틀어집니다. 이를 ‘굴절’이라고 하는데, 특히 지평선 근처에서 더 두드러집니다. 왜냐하면 지평선에서 오는 빛은 대기를 더 길게, 더 두껍게 지나가야 하거든요. 이 과정에서 빛이 왜곡되면서 태양이나 달이 실제보다 살짝 커 보이거나 납작하게 찌그러진 것처럼 보이기도 합니다. 일출이나 일몰 때 태양이 지평선 아래로 내려갔는데도 여전히 보이는 것도 바로 이 굴절 때문이죠.

게다가 대기에는 먼지와 수증기 같은 입자들이 떠다니며 빛을 흩뜨립니다. 이 ‘산란’ 때문에 지평선 근처의 태양과 달은 붉거나 주황빛을 띠고, 경계가 흐릿해지면서 더 커 보이는 효과가 생기죠. 하늘 한가운데 떠 있을 때는 이런 효과가 덜하니 상대적으로 작고 선명하게 보이는 겁니다. 대기는 이렇게 우리 눈에 자연의 마술을 보여주는 셈이에요.

 

 

 

  거리 차이가 실제 크기에 영향을 줄까?

대기 말고도 태양과 달의 크기가 달라 보이는 데는 실제 거리도 영향을 주죠. 지구가 태양 주위를 돌고, 달이 지구 주위를 돌 때 그 궤도는 완벽한 원이 아니라 살짝 찌그러진 타원 모양이에요.

태양의 경우, 지구와의 거리는 1월 초에 가장 가까워지고(약 1억 4,700만 km), 7월 초에 가장 멀어집니다(약 1억 5,200만 km). 하지만 이 차이는 전체 거리에 비하면 미세해서 태양의 크기가 눈에 띄게 달라지진 않아요. 약 3% 정도 차이인데, 맨눈으로는 거의 구분 못 하죠.

반면 달은 이야기가 다릅니다. 지구와 달 사이 거리는 가장 가까울 때(근지점) 약 36만 km, 가장 멀 때(원지점) 약 40만 km로, 차이가 꽤 큽니다. 이 때문에 근지점에 있는 달은 실제로 최대 14% 더 크게 보이고, 밝기도 30% 정도 세져요. 태양보다 달이 훨씬 가까운 데다 거리 변화 비율이 크기 때문에 이런 차이가 눈에 들어오는 거죠. 하지만 이건 계절이나 시간에 따라 매일 달라지는 건 아니라는 점을 알어야 둬야 해요.

 

 

 

  우리의 눈이 속이는 순간

이제 가장 흥미로운 부분이에요. 대기와 거리 효과를 빼더라도, 태양과 달이 지평선 근처에서 커 보이는 이유는 사실 우리 뇌가 속아 넘어가는 착시 현상 때문입니다. 이를 ‘폰조 착시’라고 불러요.

지평선 근처에는 나무, 건물, 산 같은 기준점이 많죠. 이런 배경을 보면 뇌는 “저 멀리 있는 물체가 저렇게 크다면 엄청 크겠네!”라고 착각합니다. 반면 하늘 한가운데 떠 있는 태양이나 달은 비교할 대상이 없으니 작게 느껴져요. 신기하게도, 실제 크기는 똑같은데도 말이죠. 손가락으로 태양을 가려보면 지평선이든 하늘이든 크기가 변하지 않는다는 걸 알 수 있습니다. 이건 순전히 뇌가 배경을 해석하는 방식 때문에 생기는 착각이에요.

 

 

 

  근지점과 원지점의 차이

가끔 “오늘 밤은 슈퍼문이 뜬다”는 소식을 듣곤 하죠. 슈퍼문은 달이 근지점에 있을 때 보름달이 되는 경우를 말해요. 이때 달은 평소보다 최대 14% 더 크고, 30% 더 밝게 보입니다. 반대로 원지점에 있는 보름달은 작아 보여서 ‘마이크로문’이라고도 불리죠.

이 차이는 앞서 말한 달의 타원 궤도 때문인데, 특히 지평선 근처에서 슈퍼문이 뜨면 대기 굴절과 착시까지 더해져 정말 거대하게 느껴집니다. 하지만 재미있는 건, 하늘 높이 떠 있는 슈퍼문을 보면 그렇게까지 크다고 안 느껴진다는 점이에요. 결국 근지점과 원지점의 거리 차이도 착시와 대기 효과가 만나야 비로소 극대화되는 셈입니다.