Hvad er lysets afvigelse?
I astronomi er afvigelsen af lys et skift i den tilsyneladende position af et objekt forårsaget af den relative bevægelse af objektet og observatøren. Aberration af lys er kun markant ved meget store skalaer og påvirker de opfattede positioner for stjerner og planeter for observatører på Jorden. Den tilsyneladende forskydning af stjerner skyldes jordens bevægelse omkring solen og fra dens rotation.
Afvigelse af lys blev opdaget i det 17. århundrede, da der blev gjort forsøg på at måle afstanden fra Jorden til forskellige stjerner ved hjælp af parallax - et koncept, der beskriver, hvordan et objekts position ser ud til at skifte, når den observeres fra forskellige steder. Ideen var, at en stjerners tilsyneladende position skulle ændre sig hele året, når Jorden kredser rundt om Solen. Hvis stjernens nøjagtige position på himlen blev kontrolleret på en given dato, blev den derefter kontrolleret seks måneder senere, da Jorden var modsat sin position fra da den første måling blev foretaget, gav dette to målinger adskilt af diameteren på Jordens bane - en afstand på ca. 300.000.000 km. Dette blev antaget tilstrækkeligt til at opnå en parallaxværdi og således beregne stjernens afstand ved hjælp af trigonometri.
Der blev foretaget en række målinger, men resultaterne forvirrede. Den største tilsyneladende forskydning af den stjerne, der blev observeret, burde have været fundet mellem observationer med seks måneders mellemrum, da placeringerne af observationer var længst fra hinanden. De faktiske forskydninger fulgte imidlertid et helt andet mønster og skyldes tydeligvis ikke parallax. Det viste sig for eksempel, at polstjernen, Polaris, fulgte en nogenlunde cirkulær bane med en diameter på ca. 40 lysbue sekunder (40 ”), hvor en lysbue var 1/300 af en grad. Parallax-forskydning forekommer, men den er meget lille, selv for de nærmeste stjerner, og ville ikke have været målbar ved hjælp af de tilgængelige instrumenter på det tidspunkt.
Mysteriet blev løst af James Bradley, den britiske astronom Royal i 1729. Han opdagede, at de observerede forskydninger i positionen som en stjerne skyldtes jordens hastighed og ikke dens position i forhold til stjernen. Lyset fra stjernen tager tid at nå jorden, og fordi jorden bevæger sig, synes stjernelyset at komme fra et punkt, der er forskudt lidt fra stjernens sande position, i bevægelsesretningen. De største forskydninger observeres, når jordens bevægelse er vinkelret på stjernelysets retning. Det samme fænomen kan ses, når regn falder lodret; til en bevægende observatør - for eksempel i et tog eller bus - ser regnen ud til at falde diagonalt fra et oprindelsessted foran observatøren i bevægelsesretningen.
Bradleys beregning ved hjælp af lysets hastighed og hastigheden for jordens bevægelse omkring solen indikerede en maksimal forskydning på ca. 20 ”til hver side af den rigtige position for Polaris. Dette gav en samlet variation på omkring 40 ”i løbet af året i overensstemmelse med observationer. Ved beregning af lysets afvigelser er moderne astronomer nødt til at tage hensyn til virkningerne af relativitet, men i de fleste tilfælde er den klassiske beregning tilstrækkelig.
De sæsonbestemte forskydninger i stjernepositioner er kendt som årlig afvigelse eller stjernernes afvigelse, og stjernens sande position kaldes dens geometriske position. Mindre forskydninger skyldes Jordens rotation; dette er kendt som dagligt afvigelse. Sekulær afvigelse er det udtryk, der bruges til at beskrive den astronomiske afvigelse forårsaget af solsystemets bevægelse i galaksen; skønt det har indflydelse på de tilsyneladende positioner for meget fjerne stjerner og andre galakser, er den meget lille og tages normalt ikke med i betragtning. Ved beregning af stjerneaberration er det kun Jordens bevægelse, der skal overvejes; planetarafvigelse - som påvirker planetenes tilsyneladende positioner - er imidlertid resultatet af både Jorden og planeternes bevægelse, så begge skal inkluderes for at beregne den korrekte værdi.