Hva er lysets avvik?

I astronomi er avviket av lys et skifte i den tilsynelatende posisjonen til et objekt forårsaket av den relative bevegelsen til objektet og observatøren. Aberrasjon av lys er bare betydelig på veldig store skalaer og påvirker de opplevde posisjonene til stjerner og planeter for observatører på jorden. Den tilsynelatende forskyvningen av stjerner skyldes jordens bevegelse rundt sola, og fra dens rotasjon.

Avvik av lys ble oppdaget på 1600-tallet, da det ble gjort forsøk på å måle avstandene fra Jorden til forskjellige stjerner ved hjelp av parallaks - et konsept som beskriver hvordan et objekts posisjon ser ut til å forandre seg når den observeres fra forskjellige steder. Tanken var at den tilsynelatende posisjonen til en stjerne skulle endre seg gjennom året når jorden går i bane rundt solen. Hvis stjernens nøyaktige plassering på himmelen ble sjekket på en gitt dato, og deretter sjekket igjen seks måneder senere, da Jorden var motsatt av sin posisjon fra da den første målingen ble foretatt, ga dette to målinger atskilt med diameteren til jordens bane - en avstand på omtrent 186.000.000 miles (300.000.000 km). Dette ble antatt tilstrekkelig til å oppnå en parallakseverdi og dermed beregne stjernens avstand ved hjelp av trigonometri.

Det ble foretatt en rekke målinger, men resultatene var rart. Den største tilsynelatende forskyvningen av stjernen som ble observert, burde ha blitt funnet mellom observasjonene med seks måneders mellomrom, da stedene til observasjonene var lengst fra hverandre. De faktiske forskyvningene fulgte imidlertid et helt annet mønster og skyldtes tydeligvis ikke parallaks. Pole Star, for eksempel Polaris, ble funnet å følge en omtrent sirkulær bane, med en diameter på omtrent 40 bue sekunder (40 ”), en bue sekund var 1/300 av en grad. Parallaxforskyvning forekommer, men den er veldig liten, selv for de nærmeste stjernene, og ville ikke vært målbar ved å bruke de tilgjengelige instrumentene på det tidspunktet.

Mysteriet ble løst av James Bradley, den britiske astronomen Royal, i 1729. Han oppdaget at de observerte skiftene i posisjonen til en stjerne skyldtes jordens hastighet, og ikke dens posisjon, i forhold til stjernen. Lyset fra stjernen tar tid å nå jorden, og fordi jorden beveger seg, ser det ut til at stjernelyset kommer fra et punkt som er forskjøvet litt fra stjernens sanne posisjon, i bevegelsesretningen. De største forskyvningene blir observert når jordens bevegelse er vinkelrett på retningen til stjernelyset. Det samme fenomenet kan sees med regn som faller loddrett; til en bevegelig observatør - for eksempel i et tog eller buss - ser det ut til at regnet faller diagonalt fra et opprinnelsespunkt foran observatøren i bevegelsesretningen.

Bradleys beregning, ved bruk av lysets hastighet og hastigheten på jordens bevegelse rundt sola, indikerte en maksimal forskyvning på omtrent 20 ”til hver side av Polaris 'sanne posisjon. Dette ga en samlet variasjon på rundt 40 ”i løpet av året, i samsvar med observasjoner. Ved beregning av lysets avvik må moderne astronomer ta hensyn til effekten av relativitet, men i de fleste tilfeller er den klassiske beregningen tilstrekkelig.

Den sesongmessige forskyvningen i stjerneposisjoner er kjent som årlig avvik eller stjerneaberrasjon, og stjernens sanne posisjon kalles dens geometriske posisjon. Mindre forskyvninger er et resultat av jordens rotasjon; Dette er kjent som daglig avvik. Sekulær avvik er betegnelsen som brukes for å beskrive den astronomiske avviket forårsaket av solsystemets bevegelse i galaksen; selv om det har en effekt på de tilsynelatende posisjonene til veldig fjerne stjerner og andre galakser, er den veldig liten og blir vanligvis ikke tatt med i betraktningen. Ved beregning av stjerneaberrasjon er det bare jordens bevegelse som må vurderes; planetareavvikelse - som påvirker planetenes tilsynelatende posisjoner - er imidlertid resultat av bevegelsen fra både Jorden og planetene, så begge må inkluderes for å beregne riktig verdi.