Co je aberace světla?
V astronomii je aberace světla posun ve zdánlivé poloze objektu způsobený relativním pohybem objektu a pozorovatele. Aberace světla je významná pouze ve velmi velkých měřítcích a ovlivňuje vnímané polohy hvězd a planet pro pozorovatele na Zemi. Zjevný posun hvězd vyplývá z pohybu Země kolem Slunce az jeho rotace.
Aberace světla byla objevena v 17. století, kdy byly učiněny pokusy o měření vzdáleností od Země k různým hvězdám pomocí paralaxy - koncepce, která popisuje, jak se zdá, že se poloha objektu mění, když je pozorována z různých míst. Myšlenka byla taková, že by se zjevná poloha hvězdy měla během roku měnit, jak Země obíhá kolem Slunce. Pokud byla v daném datu zkontrolována přesná poloha hvězdy na obloze, pak byla znovu zkontrolována o šest měsíců později, když byla Země opačná než její poloha od okamžiku, kdy bylo provedeno první měření, bylo dosaženo dvou měření oddělených průměrem oběžné dráhy Země - vzdálenost přibližně 186 000 000 mil (300 000 000 km). To se považovalo za dostačující k získání hodnoty paralaxu, a tedy k výpočtu vzdálenosti hvězdy pomocí trigonometrie.
Byla provedena řada měření, ale výsledky byly záhadné. Největší zjevné přemístění pozorované hvězdy mělo být zjištěno mezi pozorováním po šesti měsících, kdy byla místa pozorování od sebe nejdále. Skutečné posuny však sledovaly úplně jiný vzor a zjevně nebyly způsobeny paralaxou. Například bylo zjištěno, že Polární hvězda, Polaris, sleduje zhruba kruhovou cestu, s průměrem asi 40 obloukových sekund (40 ”), přičemž oblouková sekunda je 1/3 600 stupně. K přemístění paralaxe dochází, ale je velmi malé, dokonce i pro nejbližší hvězdy, a nebylo by měřitelné pomocí nástrojů dostupných v té době.
Záhada byla vyřešena Jamesem Bradleym, britským astronomem Royal, v roce 1729. Zjistil, že pozorované posuny v poloze hvězdy byly způsobeny rychlostí Země, a nikoli její pozicí, vzhledem k hvězdě. Světlo z hvězdy vyžaduje čas k dosažení Země a protože Země se pohybuje, zdá se, že hvězdné světlo pochází z bodu, který je mírně posunut od skutečné polohy hvězdy ve směru pohybu. Největší posuny jsou pozorovány, když je pohyb Země kolmý na směr hvězdného světla. Stejný jev lze pozorovat i při vertikálním pádu deště; k pohybujícímu se pozorovateli - například ve vlaku nebo v autobuse - se zdá, že déšť diagonálně padá z místa původu před pozorovatele ve směru pohybu.
Bradleyho výpočet, používající rychlost světla a rychlost pohybu Země kolem Slunce, ukázal pro Polaris maximální posun asi 20 ”na obě strany od skutečné polohy. To poskytlo v průběhu roku celkovou odchylku asi 40 ", v souladu s pozorováními. Při výpočtu aberace světla musí moderní astronomové brát v úvahu účinky relativity, ale ve většině případů je klasický výpočet dostačující.
Sezónní posuny v hvězdných pozicích jsou známé jako roční aberace nebo hvězdná aberace a skutečná poloha hvězdy se nazývá její geometrická poloha. Menší posuny vyplývají z rotace Země; toto je známé jako denní aberace. Sekulární aberace je termín používaný k popisu astronomické aberace způsobené pohybem sluneční soustavy v galaxii; ačkoli to má vliv na zjevné polohy velmi vzdálených hvězd a jiných galaxií, je velmi malé a obvykle se nezohledňuje. Při výpočtu hvězdné aberace je třeba brát v úvahu pouze pohyb Země; planetární aberace - která ovlivňuje zdánlivé polohy planet - je však výsledkem pohybu Země i planet, takže pro výpočet správné hodnoty je třeba zahrnout obě.