Jaka jest aberracja światła?

W astronomii aberracja światła jest przesunięciem w pozornej pozycji obiektu spowodowanego względnym ruchem obiektu i obserwatora. Aberracja światła jest znacząca tylko w bardzo dużych skalach i wpływa na postrzegane pozycje gwiazd i planet dla obserwatorów na ziemi. Widoczne przemieszczenie gwiazd wynika z ruchu Ziemi wokół Słońca i z jej obrotu.

Aberracja światła została odkryta w XVII wieku, kiedy podjęto próby pomiaru odległości od Ziemi do różnych gwiazd za pomocą Parallax - koncepcji opisującej, w jaki sposób pozycja obiektu wydaje się przesuwać się z różnych lokalizacji. Pomysł polegał na tym, że pozorna pozycja gwiazdy powinna zmienić się przez cały rok, gdy Ziemia krąży słońce. Jeśli dokładna pozycja gwiazdy na niebie została sprawdzona w danym dniu, to sprawdzono ponownie sześć miesięcy później, kiedy Ziemia była naprzeciwko jej pozycji od momentu wykonania pierwszego pomiaru, dało to dwa pomiaryEmenty oddzielone średnicą orbity Ziemi - odległość około 186 000 000 mil (300 000 000 km). Uważano to wystarczające do uzyskania wartości paralaksowej, a tym samym obliczenia odległości gwiazdy za pomocą trygonometrii.

Wykonano szereg pomiarów, ale wyniki były zagadkowe. Największe widoczne przemieszczenie obserwowanej gwiazdy powinno było znaleźć między obserwacjami w odstępie sześciu miesięcy, kiedy lokalizacje obserwacji były najdalej od siebie. Rzeczywiste przemieszczenia były jednak zgodne z zupełnie innym wzorem i najwyraźniej nie były spowodowane paralaksem. Stwierdzono, że na przykład gwiazda biegunowa, polaris, podąża szarpiącą ścieżką z grubsza, o średnicy około 40 sekund łukowych (40 ”), a drugi łuk wynosił 1/3600 stopnia. Występuje przemieszczenie paralaksy, ale jest bardzo małe, nawet dla najbliższych gwiazdek, i nie byłoby mielne, używając I I I I I Malled, przy użyciu I I I Instrumenty dostępne w tym czasie.

Tajemnica rozwiązała James Bradley, brytyjski astronom królewski, w 1729 r. Odkrył, że obserwowane zmiany w pozycji gwiazdy były spowodowane prędkością Ziemi, a nie jej pozycji, w stosunku do gwiazdy. Światło z gwiazdy wymaga czasu, aby dotrzeć do Ziemi, a ponieważ ziemia się porusza, światło gwiazd wydaje się pochodzić z punktu, który jest nieco wyparta z prawdziwej pozycji gwiazdy w kierunku ruchu. Największe przemieszczenia są obserwowane, gdy ruch Ziemi jest prostopadły do ​​kierunku światła gwiazd. To samo zjawisko można zobaczyć w przypadku spadku deszczu pionowo; Do poruszającego się obserwatora - na przykład w pociągu lub autobusie - deszcz wydaje się spadać po przekątnej z punktu początkowego przed obserwatorem w kierunku ruchu.

Obliczenia Bradleya, wykorzystujące prędkość światła i prędkość ruchu Ziemi wokół Słońca, wskazały maksymalne przesunięcie około 20 ”do EITHER Strona prawdziwej pozycji dla Polaris. Dało to ogólną zmianę około 40 ”w ciągu roku, zgodnie z obserwacjami. Przy obliczaniu aberracji światła współcześni astronomowie muszą wziąć pod uwagę skutki względności, ale w większości przypadków obliczenia klasyczne są odpowiednie.

Sezonowe przesunięcia pozycji gwiazd są znane jako roczna aberracja lub aberracja gwiazd, a prawdziwa pozycja gwiazdy nazywa się jej pozycją geometryczną. Mniejsze przemieszczenia wynikają z rotacji Ziemi; Jest to znane jako aberracja dzienna. Świecka aberracja jest terminem używanym do opisania aberracji astronomicznej spowodowanej ruchem układu słonecznego w galaktyce; Chociaż ma to wpływ na pozorne pozycje bardzo odległych gwiazd i innych galaktyk, jest bardzo mały i zwykle nie jest brany pod uwagę. W obliczaniu aberracji gwiezdnej należy rozważyć ruch Ziemi; Jednak aberracja planetarna - która wpływa na pozorne pozycjePlanety - wyniki ruchu zarówno Ziemi, jak i Planet, więc oba należy dołączyć, aby obliczyć właściwą wartość.