Wat is de aberratie van het licht?

In de astronomie, de aberratie van het licht is een verschuiving in de schijnbare positie van een object, veroorzaakt door de relatieve beweging van het object en de waarnemer. Aberratie van het licht is slechts significant op zeer grote schaal en van invloed op de waargenomen posities van sterren en planeten voor waarnemers op de Aarde. De schijnbare verplaatsing van sterren voortvloeit uit de beweging van de aarde rond de zon, en van de rotatie.

Aberratie van het licht werd ontdekt in de 17e eeuw, toen pogingen werden ondernomen om de afstanden van de aarde naar verschillende sterren met behulp van parallax te meten - een concept dat beschrijft hoe de positie van een object lijkt te verschuiven wanneer waargenomen vanaf verschillende locaties. Het idee was dat de schijnbare positie van een ster gehele jaar moet veranderen als de aarde om de zon Als de ster van de exacte positie aan de hemel werd gecontroleerd op een bepaalde datum, vervolgens gecontroleerd weer een half jaar later, toen de Aarde was tegenover zijn positie uit toen de eerste meting is genomen, dit gaf twee metingen van elkaar gescheiden door de diameter van de baan van de Aarde - een afstand van ongeveer 186.000.000 mijl (300.000.000 km). Dit was voldoende om een ​​parallax waarde te verkrijgen en dus berekenen de afstand van de ster met behulp van trigonometrie gedacht.

Een aantal metingen werden gedaan, maar de resultaten werden puzzelen. Het grootste schijnbare verplaatsing van de ster geobserveerd moeten worden gevonden tussen waarnemingen zes maanden zijn, wanneer de locaties van de waarnemingen waren verst uit elkaar. De werkelijke verplaatsingen echter volgde een geheel andere patroon en was duidelijk niet door parallax. De Poolster, Polaris, bijvoorbeeld, bleek ruwweg cirkelvormig pad met een diameter van ongeveer 40 boogseconden (40 "), een boogseconden zijnde 1 / 3.600 van een graad. Parallax verplaatsing optreedt, maar het is zeer klein, zelfs voor de dichtstbijzijnde sterren, en zou niet meetbaar zijn met behulp van de op dat moment beschikbare instrumenten.

Het mysterie werd opgelost door James Bradley, de Britse astronoom in 1729. Hij ontdekte dat de waargenomen veranderingen in de positie van een ster zijn vanwege de snelheid van de aarde, en niet om zijn positie ten opzichte van de ster. Het licht van de ster kost tijd om de aarde te bereiken en omdat de aarde beweegt, verschijnt het sterrenlicht te komen van een punt dat iets wordt verplaatst van de ster ware positie, in de richting van de beweging. De grootste verplaatsingen worden waargenomen wanneer beweging van de aarde loodrecht op de richting van het sterrenlicht. Hetzelfde verschijnsel kan worden gezien met regen verticaal vallende; om een ​​bewegende waarnemer - bijvoorbeeld in een trein of bus - de regen lijkt schuin te vallen vanuit een punt van oorsprong voor op de waarnemer in de richting van de beweging.

Berekening Bradley, met de lichtsnelheid en de bewegingssnelheid van de aarde om de zon, gaf een maximale verplaatsing van ongeveer 20 "naar beide zijden van de werkelijke positie Polaris. Dit gaf een totale variatie van ongeveer 40 "over het jaar, in overeenstemming met waarnemingen. Bij de berekening van de afwijking van licht, moeten astronomen rekening houden met de effecten van relativiteit, maar in de meeste gevallen, de klassieke berekening voldoende.

De seizoensgebonden verschuivingen in ster posities staan ​​bekend als de jaarlijkse aberratie of stellaire aberratie, en de ster ware positie is zijn geometrische positie genoemd. Kleinere verplaatsingen het gevolg zijn van de rotatie van de aarde; dit staat bekend als aberratie dagactieve. Seculiere aberratie is de term die wordt gebruikt om de astronomische aberratie veroorzaakt door beweging van het zonnestelsel binnen de melkweg te beschrijven; hoewel het effect op de schijnbare positie van zeer verre sterren en andere stelsels, is zeer klein en wordt normaliter niet in aanmerking genomen. Bij de berekening van stellaire aberratie, hoeft alleen de beweging van de aarde worden beschouwd; echter, planetaire aberratie - waarbinnen het zichtbare posities van de planeten invloed - resultaten van de beweging van zowel de aarde en de planeten, zodat beide moeten worden opgenomen om de juiste waarde te berekenen.