Was ist die Aberration des Lichts?
In der Astronomie ist die Aberration des Lichts eine Verschiebung der scheinbaren Position eines Objekts, das durch die relative Bewegung des Objekts und des Beobachters verursacht wird. Die Aberration des Lichts ist auf sehr großen Maßstäben nur signifikant und beeinflusst die wahrgenommenen Positionen von Sternen und Planeten für Beobachter auf der Erde. Die scheinbare Verschiebung von Sternen resultiert aus der Bewegung der Erde um die Sonne und aus ihrer Rotation. In dem 17. Jahrhundert wurde die Aberration des Lichts entdeckt, als Versuche unternommen wurden, die Entfernungen von der Erde zu verschiedenen Sternen mit Parallaxe zu messen - ein Konzept, das beschreibt, wie sich die Position eines Objekts von verschiedenen Orten beobachten scheint. Die Idee war, dass sich die scheinbare Position eines Sterns das ganze Jahr über ändern sollte, wenn sich die Erde umkreist. Wenn die genaue Position des Sterns am Himmel an einem bestimmten Datum überprüft wurde und sechs Monate später erneut überprüft wurde, als die Erde ihre Position von zu Beginn der ersten Messung entgegengesetzt war, ergab dies zwei MessungenDie durch den Durchmesser der Erdumlaufbahn getrennten Elemente - eine Entfernung von ca. 300.000.000 km (ca. 186.000.000 Meilen). Dies wurde ausreichend angesehen, um einen Parallaxenwert zu erhalten und somit den Abstand des Sterns mithilfe der Trigonometrie zu berechnen.
Es wurden eine Reihe von Messungen durchgeführt, aber die Ergebnisse waren rätselhaft. Die größte offensichtliche Verschiebung des beobachteten Sterns hätte zwischen den Beobachtungen sechs Monate voneinander entfernt gefunden werden, wenn die Orte der Beobachtungen am weitesten voneinander entfernt waren. Die tatsächlichen Verschiebungen folgten jedoch einem völlig anderen Muster und waren eindeutig nicht auf Parallaxe zurückzuführen. The Pole Star, Polaris, for example, was found to follow a roughly circular path, with a diameter of about 40 arc seconds (40”), an arc second being 1/3,600 of a degree. Parallax displacement does occur, but it is very small, even for the nearest stars, and would not have been measureable using the izu diesem Zeitpunkt verfügbare NStrumente.
Das Geheimnis wurde 1729 von James Bradley, dem britischen Astronom -Royal, gelöst. Er stellte fest, dass die beobachteten Verschiebungen in der Position eines Sterns auf die Geschwindigkeit der Erde und nicht auf seine Position im Verhältnis zum Stern zurückzuführen waren. Das Licht des Sterns braucht Zeit, um die Erde zu erreichen, und weil sich die Erde bewegt, scheint das Sternenlicht von einem Punkt zu kommen, der leicht von der wahren Position des Sterns in Bewegungsrichtung verschoben wird. Die größten Verschiebungen werden beobachtet, wenn die Bewegung der Erde senkrecht zur Richtung des Sternenlichts ist. Das gleiche Phänomen ist zu sehen, wenn der Regen vertikal fällt; Zu einem bewegenden Beobachter - zum Beispiel in einem Zug oder Bus - scheint der Regen diagonal von einem Ursprung vor dem Beobachter in Bewegungsrichtung zu fallen.
Bradleys Berechnung unter Verwendung der Lichtgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit der Erdbewegung um die Sonne zeigte eine maximale Verschiebung von etwa 20 Zoll nach Eithähs Seite der wahren Position für Polaris. Dies ergab eine Gesamtvariation von etwa 40 Zoll im Laufe des Jahres in Übereinstimmung mit Beobachtungen. Bei der Berechnung der Aberration des Lichts müssen moderne Astronomen die Auswirkungen der Relativitätstheorie berücksichtigen, aber in den meisten Fällen ist die klassische Berechnung angemessen.
Die saisonalen Veränderungen in Sternpositionen werden als jährliche Aberration oder Sternaberration bezeichnet, und die wahre Position des Sterns wird als geometrische Position bezeichnet. Kleinere Verschiebungen resultieren aus der Erdrotation. Dies ist als tagentliche Aberration bekannt. Die säkulare Aberration ist der Begriff, der zur Beschreibung der astronomischen Aberration verwendet wird, die durch die Bewegung des Sonnensystems innerhalb der Galaxie verursacht wird. Obwohl es sich auf die scheinbaren Positionen sehr entfernter Sterne und anderer Galaxien auswirkt, ist es sehr klein und wird normalerweise nicht berücksichtigt. Bei der Berechnung der Sternaberration muss nur die Bewegung der Erde berücksichtigt werden. Planetary Aberration - die die scheinbaren Positionen desPlaneten - Ergebnisse aus der Bewegung sowohl der Erde als auch der Planeten, daher müssen beide einbezogen werden, um den richtigen Wert zu berechnen.