这都是由于一种常见的误解,即大气折射发挥了作用——来自地平线上方的太阳和月亮的光穿过比在最高点时更密集的大气层。该层可以起到透镜的作用,但事实并非如此。值得注意的是,使用经纬仪(一种测量水平和垂直角度的仪器)可以很容易地证明太阳和月亮的角度大小不会根据它们在天空中的位置而变化。
确认太阳和月亮无论在天空中的位置如何都保持相同大小的另一种方法是拍照。只需拍摄太阳/月亮在天空中运动的不同时刻的一系列帧并比较所得图像的大小就足够了。在拍摄参数不变的情况下,照片中太阳/月亮的大小也将是相同的。就月球而言,当它更接近地平线时,它的角尺寸甚至比最高点时的角尺寸稍小(1.5%)。这是因为,当月球靠近地平线时,月球与观察者的距离(按地球半径计算)比其最高点距观察者的距离更远。
需要注意的是,虽然月球的角大小确实会因其轨道的椭圆度而发生变化,但这些变化在白天几乎察觉不到,不会造成这种错觉。这种视错觉被称为月亮错觉。目前,科学家们对其发生的机制尚未达成共识,但其原因显然是心理原因。人们认为,当一个物体位于高空时,大脑缺乏通常的尺寸比较参考点。当一个物体靠近地平线时,我们会在它旁边看到许多我们熟悉大小的物体,因此太阳和月亮显得更大。另一种解释是,大脑对不同高度物体的距离判断不同。大脑认为位于地平线附近的物体距离更远,因此大脑将它们解释为尺寸更大。因此,日落时太阳和月亮尺寸增大的错觉是由于我们感知的心理特征造成