Todos conocemos esta ilusión, que no es privativa de la Luna, también sucede con el Sol. Ambos objetos parecen mayores a baja altura y menores a gran altura. No se debe a refracciones de los rayos de luz cuando los objetos están bajos en el horizonte. Eso provoca que se los vea algo elípticos cuando están a baja altura, pero no afecta en su tamaño aparente. Tampoco se debe que cerca del horizonte haya objetos de referencia, ya que en el desierto sucede lo mismo y no hay con qué comparar el tamaño aparente del Sol o la Luna. Todo se debe a la micropsia–macropsia oculomotora. Cuando un objeto está en el horizonte, la sensación es que está lejano y los ojos se enfocan a una distancia mayor a la del objeto (macropsia) lo que provoca la ilusión de que el objeto tiene un tamaño mayor. 
Cuando está alto en el cielo, vemos el vacío, iluminado durante el día o con objetos pertenecientes al espacio profundo (estrellas) durante la noche. En ambos casos sucede algo parecido a cuando estamos a obscuras, los ojos tienden a enfocarse a corta distancia. Luego, en el caso de un objeto alto en el cielo, los ojos se enfocan a una distancia menor (micropsia) dando como resultado la ilusión de tamaño aparente menor. Esto hace que, en general, tengamos una visión aplanada de la esfera celeste.
Esta ilusión no sólo se da con el Sol y la Luna, también las constelaciones parecen más grandes cuando están a baja altura.
Nota 1: En realidad no parecen más grandes cerca del horizonte, allí los observamos con su tamaño aparente real; parecen más pequeños con la altura.
Nota 2: Hay personas que no manifiestan esta ilusión en el tamaño de los objetos.
Referencias
- THE MOON ILLUSION EXPLAINED – http://facstaff.uww.edu/mccreadd/
- La ilusión lunar – http://www.divulgameteo.es/amplia_aula.asp?id=14
- La ilusión de la Luna. – https://paolera.wordpress.com/2010/05/13/la-ilusion-de-la-luna/
- http://ciencia.nasa.gov/science-at-nasa/2007/27jun_moonillusion/
pdp.
Pablo Della Paolera 