Ay ufuk çizgisinden doğmaya başladığında büyük, yükseldiğinde ise küçük gözükür. Aslında ufuk çizgisindeki ay ile yükselmiş ay tamamen aynı boyutlardadır. Dilerseniz bu durumlardaki ayın genişliğini, örneğin yüzünüzden belli uzaklıktaki bir cetvel ile ölçerek karşılaştırabilirsiniz. Sonuç aynı çıkacaktır. Ay boyutunun farklı algılandığı bu illüzyona Ay illüzyonu denmektedir.

Tarih boyunca Aristo, Batlamyus, Da Vinci, Dekart gibi pek çok bilim adamı bu illüzyonun nedenini araştırmış fakat uygun bir cevap bulamamışlardır. Günümüzde bile hala tartışılan bu konu için bazı öneriler ortaya konmuştur. Öncelikle bu yanılgı bir optik illüzyondur. Bu nedenle şartları sağlayan optik illüzyonlara bir göz atalım.

Ebbinghaus İllüzyonu

Bu optik illüzyonda büyüklükleri aynı iki nesnenin boyutu etrafındaki nesnelere göre farklı algılanır. Aşağıdaki resimde iki turuncu daire tamamen aynıdır. Fakat ilk daire, etrafında büyük mavi daireler olduğu için küçük, ikinci daire ise etrafında küçük daireler olduğu için büyük olarak algılanır.

Bu illüzyonu ay için düşünürsek, ay ufuk çizgisinden doğmaya başladığında ayın büyüklüğünü görüş alanımıza giren ağaçlar, evler, insanlar, arabalar gibi küçük nesneler ile karşılaştırarak yorumlarız. Ay yükseldiğinde ise gökyüzündeki ayın büyüklüğünü karşılaştırabileceğimiz herhangi bir şey bulunmaz. Bu nedenle ufuk çizgisindeki ay, gökyüzündeki aydan çok daha büyük algılanır.

Ponzo İllüzyonu

Bu illüzyon doğrusal perspektifin büyüklük algısını nasıl değiştirdiğini açıklar. Aşağıdaki resimde iki kırmızı çizgi bulunmaktadır. Bu çizgilerden sağ taraftaki perspektiften dolayı daha büyükmüş gibi gözükmektedir. Fakat çizgilerin boyları tamamen aynıdır (Ölçebilirsiniz).

Bu illüzyonu da ay için düşünürsek, ufuk çizgisinden doğan ay perspektiften dolayı büyük olarak gözükürken, gökyüzündeki ay herhangi bir perspektif algılayamadığımızdan daha küçük gözükür. Aşağıdaki resimde ayların genişlikleri tamamen aynıdır. Fakat perspektif yüzünden ufuk çizgisindeki ayın çok daha büyük olduğunu görürüz.

Ay illüzyonu için şimdilik kabul gören açıklamalar bu iki illüzyona dayanmaktadır. Fakat bu cevapların ay illüzyonunu tamamen açıkladıkları söylenemez. Örneğin bulutların üstünden uçan pilotlar da ay illüzyonunu görmektedirler. Bu durum Ebbinghaus illüzyonu açıklamasına ters düşmektedir. Çünkü arka planda boyutu değiştirecek bir şey olmamasına rağmen pilotlar doğmakta olan ayı daha büyük görmektedir. Bunun yanında yıldızevinde (gökyüzünün tavana yansıtıldığı yerler) herhangi bir perspektif olmamasına rağmen ay doğarken daha büyük gözükmektedir. Bu durum da Ponzo illüzyonu açıklamasına ters düşmektedir. Kısacası tartışma hala devam etmekte, ay illüzyonunu kesin açıklayan bir cevap henüz bulunamamıştır.