Naši preci primijetili su ovaj fenomen vrlo davno, još u onim danima kada se zemlja smatrala ravnom. Razumijevanje ovog fenomena dolazilo je postepeno, s razvojem znanja i otkrivanjem fizikalnih zakona.
Procesna fizika
Od djetinjstva znamo da se hladne stvari smanjuju, a vruće stvari proširuju zbog sve veće aktivnosti molekula i atoma. To se odnosi ne samo na krute tvari, već i na plinove. Naša atmosfera, kao mješavina tri glavna plina - kisika, vodika i dušika - nije iznimka.
Trebali bismo se prisjetiti takvog optičkog fenomena, poznatog i nama sa školskog tečaja fizike, kao refrakcije - izobličenja zrake svjetlosti pri prolasku kroz medije različitih gustoća. Na primjer, ako pogledate žlicu koja se nalazi u čaši s vodom, na granici vode i zraka, žlica će se činiti savijenom. Kada promatramo istu žlicu, koja je djelomično stavljena iza debelog komada stakla, vidjet će se mnogo veća distorzija, jer je gustoća čaše veća.
Globalna lomljivost omogućuje vam gledanje izvan horizonta
Kad čovjek sa planine promatra okolinu, vidi isti fenomen, samo na globalnoj razini. Naravno, ako biste mogli napraviti ogromnu žlicu i staviti je iznad horizonta, to bi se također činilo iskrivljeno zbog refrakcije.
U ovom slučaju, medij koji prebija svjetlost je atmosferski zrak. Ljeti, kada je temperatura zraka visoka, njegova gustoća postaje manja. Samo ne primjećujemo kako se zrak širi.Međutim, u blizini horizonta, refrakcija za vrućeg vremena iznosi samo 0,5 stupnjeva (u geometrijskom smislu).
Zimi, kada zrak postaje hladniji i gušći, kut refrakcije na horizontu povećava se na dva stupnja. Prema tome, upravo ta dva stupnja omogućavaju čovjeku da pogleda malo dalje od ruba horizonta. Zbog ovog učinka promatraču se čini da s planine zimi vidi puno dalje nego ljeti.
Glavna stvar je pratiti čistoću eksperimenta
Posljednje što vrijedi primijetiti za one koji ovaj eksperiment žele provesti sami, provjeriti koliko se više može vidjeti zimi nego ljeti. Za čistoću eksperimenta vrijedno je napomenuti potpuno istu točku promatranja, jer ako se za promatranje uzdignete viši, tada će se razina horizonta stvarno pomaknuti, bez obzira na doba godine.