Kas yra šviesos aberacija?

Astronomijoje šviesos aberacija yra tariamos objekto padėties poslinkis, kurį sukelia santykinis objekto ir stebėtojo judėjimas. Šviesos aberacija reikšminga tik esant labai dideliems masteliams ir turi įtakos stebėtojams Žemėje suvokiamai žvaigždžių ir planetų padėčiai. Tariamas žvaigždžių poslinkis atsiranda dėl Žemės judėjimo aplink Saulę ir dėl jos sukimosi.

Šviesos aberacija buvo aptikta XVII amžiuje, kai buvo bandoma išmatuoti atstumus nuo Žemės iki įvairių žvaigždžių naudojant paralaksą – koncepciją, apibūdinančią, kaip atrodo, kad objekto padėtis pasikeičia stebint iš skirtingų vietų. Idėja buvo tokia, kad matoma žvaigždės padėtis turėtų keistis visus metus, kai Žemė skrieja aplink Saulę. Jei tiksli žvaigždės padėtis danguje buvo patikrinta tam tikrą dieną, tada dar kartą patikrinta po šešių mėnesių, kai Žemė buvo priešinga savo pozicijai, nei buvo atliktas pirmasis matavimas, tai davė du matavimus, atskirtus Žemės orbitos skersmeniu. maždaug 17 186,000,000 300,000,000 mylių (XNUMX XNUMX XNUMX km) atstumas. Manoma, kad to pakanka norint gauti paralakso reikšmę ir apskaičiuoti žvaigždės atstumą naudojant trigonometriją.

Buvo atlikta daugybė matavimų, tačiau rezultatai buvo mįslingi. Didžiausias matomas stebimos žvaigždės poslinkis turėjo būti nustatytas tarp stebėjimų šešių mėnesių intervalu, kai stebėjimų vietos buvo labiausiai nutolusios viena nuo kitos. Tačiau faktiniai poslinkiai buvo visiškai kitokie ir akivaizdžiai nebuvo dėl paralakso. Pavyzdžiui, buvo nustatyta, kad ašigalio žvaigždė, Polaris, eina maždaug apskritu keliu, kurio skersmuo yra apie 40 lanko sekundžių (40 colių), o lanko sekundė yra 1/3,600 XNUMX laipsnio. Paralakso poslinkis tikrai pasitaiko, tačiau jis yra labai mažas net ir artimiausioms žvaigždėms ir nebūtų buvęs išmatuotas naudojant tuo metu turimus prietaisus.

Paslaptį 1729 m. įminė britų karališkasis astronomas Jamesas Bradley. Jis išsiaiškino, kad pastebėtus žvaigždės padėties pokyčius lėmė Žemės greitis, o ne jos padėtis žvaigždės atžvilgiu. Žvaigždės šviesa pasiekia Žemę šiek tiek laiko, o kadangi Žemė juda, atrodo, kad žvaigždės šviesa sklinda iš taško, kuris yra šiek tiek pasislinkęs nuo tikrosios žvaigždės padėties judėjimo kryptimi. Didžiausi poslinkiai stebimi, kai Žemės judėjimas yra statmenas žvaigždės šviesos krypčiai. Tą patį reiškinį galima pastebėti ir lietui, krentant vertikaliai; judančiam stebėtojui – pavyzdžiui, traukinyje ar autobuse – atrodo, kad lietus krinta įstrižai nuo pradinio taško prieš stebėtoją judėjimo kryptimi.

Bradley skaičiavimai, naudojant šviesos greitį ir Žemės judėjimo aplink Saulę greitį, parodė didžiausią maždaug 20 colių poslinkį į abi puses nuo tikrosios Polaris padėties. Tai davė bendrą maždaug 40 colių skirtumą per metus, sutinkant su stebėjimais. Skaičiuodami šviesos aberaciją, šiuolaikiniai astronomai turi atsižvelgti į reliatyvumo poveikį, tačiau daugeliu atvejų klasikinis skaičiavimas yra tinkamas.

Žvaigždžių padėties sezoniniai poslinkiai yra žinomi kaip metinė aberacija arba žvaigždžių aberacija, o tikroji žvaigždės padėtis vadinama jos geometrine padėtimi. Mažesni poslinkiai atsiranda dėl Žemės sukimosi; tai žinoma kaip dieninė aberacija. Pasaulietinė aberacija yra terminas, naudojamas apibūdinti astronominę aberaciją, kurią sukelia Saulės sistemos judėjimas galaktikoje; nors jis turi įtakos matomoms labai nutolusių žvaigždžių ir kitų galaktikų padėčiai, jis yra labai mažas ir paprastai į jį neatsižvelgiama. Skaičiuojant žvaigždžių aberaciją, reikia atsižvelgti tik į Žemės judėjimą; tačiau planetų aberacija, kuri turi įtakos tariamai planetų padėčiai, atsiranda dėl Žemės ir planetų judėjimo, todėl norint apskaičiuoti teisingą vertę, reikia įtraukti abu.