La Lune paraît plus grosse quand elle se trouve proche de l'horizon. Pourtant, sa taille ne change pas à ce moment là. Le phénomène laisse de nombreux scientifiques songeurs.

Si vous avez déjà observé la Lune lorsqu’elle est proche de l’horizon, vous avez peut-être constaté qu’elle devient plus imposante que d’habitude. Le diamètre du satellite naturel de la Terre change-t-il subitement à cet instant ? Bien sûr que non : il s’agit de ce qu’on appelle l’illusion lunaire.

« Quand on regarde la Lune bas sur l’horizon, elle apparaît plus grosse, nous confirme Sébastien Derriere de l’Observatoire de Strasbourg. De la même manière, quand la pleine lune se lève en soirée on la voit basse et grosse. Quelques heures plus tard, elle semble être plus petite. Pourtant elle ne change pas de taille. »

Un coucher de Lune. // Source : Flickr/CC/Thomas Bresson

Pour s’en convaincre, l’astronome conseille d’utiliser une technique très simple. « Votre petit doigt avec le bras tendu suffit à cacher la Lune », fait-il remarquer. Que l’astre soit au dessus de nos têtes dans le ciel, ou proche de l’horizon, il fait toujours la même taille. Cependant, nos yeux n’ont pas cette impression.

L’illusion lunaire fascinait déjà Aristote

Comment expliquer cette illusion lunaire ? Elle a passionné (et continue de passionner) de nombreux penseurs et chercheurs. Quatre siècles avant J.-C., Aristote y voyait une explication physique : il pensait que l’atmosphère de la Terre modifiait notre perception de la Lune. Les photographies du satellite ont démontré que le phénomène ne pouvait pas être physique. Si vous tentez de prendre plusieurs photos de la Lune lors de son lever, vous verrez qu’elle a la même taille sur toutes vos photos (quand elle est proche de l’horizon, ou pas). L’atmosphère de la terre peut modifier la couleur de la Lune, mais pas donner l’impression qu’elle devient plus grosse.

Vous pouvez aussi prendre une feuille de papier et la rouler pour former un tube. Braquez le en direction de la Lune, en regardant à l’intérieur, et adaptez le cercle à la taille de l’astre. Si vous réutilisez le tube quelques heures plus tard, vous verrez que la Lune n’a pas changé de taille.

L’atmosphère de la Terre ne donne pas l’impression que la Lune est plus grosse. // Source : Pxhere/CC0 Domaine public (photo recadrée)

Aucun lien avec l’orbite de la Lune

L’explication repose-t-elle sur la manière dont la Lune tourne autour de la Terre ? On sait que la distance qui nous sépare de la Lune varie en fonction de son ellipse. Quand le satellite tourne autour de nous, pendant 27,3 jours, il ne dessine pas un cercle. Lorsque la Lune atteint le point où elle est la plus éloignée de la Terre, on dit qu’elle est à son apogée. À l’inverse, elle atteint le périgée quand elle est à son point le plus proche de la Terre (cette situation explique en partie le phénomène de la « super lune »). La Lune atteint ces deux points à chaque orbite.

Or, l’illusion lunaire a lieu aussi bien au moment du périgée que de l’apogée. L’orbite de la Lune, qui n’est pas un cercle, ne permet pas d’expliquer pourquoi l’astre semble plus gros quand il est proche de l’horizon.

L’apogée et le périgée de la Lune. // Source : NASA/JPL-Caltech (photo recadrée)

Elle est proche des objets du quotidien

L’astronome Sébastien Derriere revient sur une autre hypothèse : « Lorsque nous n’avons plus de point de repère, la Lune semble être plus petite. Au niveau de l’horizon, les objets du quotidien sont plus proches ». Cette proximité nous donne l’impression que la Lune est plus imposante. Elle se trouve au même niveau que des bâtiments ou des arbres, qui ne se trouvent pas si éloignés de nous (ils sont à quelques kilomètres). Notre cerveau la perçoit alors plus grosse.

La sphère de droite semble plus grosse. Pourtant les deux sont identiques. // Source : Wikimedia/CC/Jak Phreak

L’imagerie par résonance magnétique, qui permet d’observer l’intérieur du corps de façon non invasive, a été utilisée pour tenter de comprendre ce qui se passe dans notre cerveau lors de cette illusion d’optique. Une étude menée en 2006 a montré qu’un objet perçu comme plus grand et éloigné activait une plus grande zone dans le cortex visuel primaire qu’un objet perçu comme plus proche et plus petit (alors que les deux objets font la même taille). Cette expérience aide à comprendre que c’est notre propre perception de la Lune qui est en cause.

Aujourd’hui encore, les scientifiques n’arrivent pas à se mettre d’accord sur la question. Comme le résume le physicien Donald Simanek de l’université Lock Haven : « Les gens recherchent une réponse simple, facile à comprendre. Mais la réponse se trouve dans le fonctionnement du cerveau humain, dont nous n’avons qu’une connaissance encore ténue. »

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