Wat is de aberratie van licht?

In astronomie is de aberratie van licht een verschuiving in de schijnbare positie van een object veroorzaakt door de relatieve beweging van het object en de waarnemer. Aberratie van licht is alleen significant op zeer grote schalen en beïnvloedt de waargenomen posities van sterren en planeten voor waarnemers op aarde. De schijnbare verplaatsing van sterren is het gevolg van de beweging van de aarde rond de zon en van zijn rotatie.

Aberratie van licht werd ontdekt in de 17e eeuw, wanneer pogingen werden gedaan om de afstanden van de aarde tot verschillende sterren te meten met behulp van Parallax - een concept dat beschrijft hoe een object lijkt te verschuiven wanneer ze uit verschillende locaties worden waargenomen. Het idee was dat de schijnbare positie van een ster het hele jaar door zou moeten veranderen terwijl de aarde de zon draait. Als de exacte positie van de ster in de lucht op een bepaalde datum werd gecontroleerd en vervolgens zes maanden later opnieuw werd gecontroleerd, toen de aarde tegenover zijn positie was van toen de eerste meting werd genomen, gaf dit twee metingVenementen gescheiden door de diameter van de baan van de aarde - een afstand van ongeveer 186.000.000 mijl (300.000.000 km). Dit werd voldoende geacht om een ​​parallax -waarde te verkrijgen en zo de afstand van de ster te berekenen met behulp van trigonometrie.

Er werden een aantal metingen gedaan, maar de resultaten waren raadselachtig. De grootste schijnbare verplaatsing van de waargenomen ster had moeten worden gevonden tussen observaties zes maanden uit elkaar, toen de locaties van de waarnemingen het verst uit elkaar waren. De werkelijke verplaatsingen volgden echter een compleet ander patroon en waren duidelijk niet te wijten aan parallax. De poolster, Polaris, bijvoorbeeld, bleek een ruwweg cirkelvormig pad te volgen, met een diameter van ongeveer 40 boog seconden (40 ”), een boog tweede is 1/3.600 van een graad. Parallax verplaatsing vindt plaats, maar het is erg klein, zelfs voor de dichtstbijzijnde sterren en zou niet meetbaar zijn met behulp van de INstrumenten beschikbaar op dat moment.

Het mysterie werd opgelost door James Bradley, de Britse astronoom Royal, in 1729. Hij ontdekte dat de waargenomen verschuivingen in de positie van een ster te wijten waren aan de snelheid van de aarde, en niet aan zijn positie, ten opzichte van de ster. Het licht van de ster kost tijd om de aarde te bereiken en omdat de aarde beweegt, lijkt het sterrenlicht te komen uit een punt dat enigszins wordt verplaatst uit de ware positie van de ster, in de richting van bewegingen. De grootste verplaatsingen worden waargenomen wanneer de beweging van de aarde loodrecht staat op de richting van het sterrenlicht. Hetzelfde fenomeen kan worden gezien met regen die verticaal valt; Voor een bewegende waarnemer - bijvoorbeeld, in een trein of bus - lijkt de regen diagonaal te vallen van een punt van oorsprong voor de waarnemer in de bewegingsrichting.

Bradley's berekening, met behulp van de snelheid van het licht en de snelheid van de beweging van de aarde rond de zon, duidde op een maximale verplaatsing van ongeveer 20 ”tot EithER -kant van de ware positie voor Polaris. Dit gaf een algemene variatie van ongeveer 40 ”gedurende het jaar, in overeenstemming met waarnemingen. Bij het berekenen van de aberratie van licht moeten moderne astronomen rekening houden met de effecten van relativiteitstheorie, maar in de meeste gevallen is de klassieke berekening voldoende.

De seizoensgebonden verschuivingen in sterfuncties staan ​​bekend als jaarlijkse aberratie of stellaire aberratie, en de ware positie van de ster wordt de geometrische positie genoemd. Kleinere verplaatsingen zijn het gevolg van de rotatie van de aarde; Dit staat bekend als dagelijkse aberratie. Seculaire aberratie is de term die wordt gebruikt om de astronomische aberratie te beschrijven die wordt veroorzaakt door de beweging van het zonnestelsel in de melkweg; Hoewel het een effect heeft op de schijnbare posities van zeer verre sterren en andere sterrenstelsels, is het erg klein en wordt meestal niet in aanmerking genomen. Bij het berekenen van stellaire aberratie hoeft alleen de beweging van de aarde te worden overwogen; Planetaire aberratie - die de schijnbare posities van dePlaneten - resultaten van de beweging van zowel de aarde als de planeten, dus beide moeten worden opgenomen om de juiste waarde te berekenen.