Vad är avvikelsen av ljus?

I astronomi är avvikelsen av ljus en förskjutning i det uppenbara positionen för ett objekt orsakat av objektets och observatörens relativa rörelse. Avvikelse av ljus är endast betydande vid mycket stora skalor och påverkar de upplevda positionerna för stjärnor och planeter för observatörer på jorden. Den uppenbara förskjutningen av stjärnor är resultatet av jordens rörelse runt solen och från dess rotation.

avvikelse av ljus upptäcktes på 1600 -talet, när försök gjordes för att mäta avstånd från jorden till olika stjärnor med parallax - ett koncept som beskriver hur ett objekts position verkar förändras när de observerades från olika platser. Tanken var att en stjärns uppenbara position skulle förändras under året när jorden kretsar runt solen. Om stjärnans exakta position på himlen kontrollerades på ett givet datum, kontrollerades sedan igen sex månader senare, när jorden var mittemot sin position från när den första mätningen togs, gav detta två mätningEvenerna separerade med jordens bana diameter - ett avstånd på cirka 186 000 mil (300 000 000 km). Detta ansågs vara tillräckligt för att få ett parallaxvärde och därmed beräkna stjärnans avstånd med trigonometri.

Ett antal mätningar gjordes, men resultaten var förbryllande. Den största uppenbara förskjutningen av stjärnan som observerats borde ha hittats mellan observationer med sex månaders mellanrum, när platserna för observationerna var längst från varandra. De faktiska förskjutningarna följde emellertid ett helt annat mönster och berodde uppenbarligen inte på parallax. Polstjärnan, till exempel, befanns följa en ungefär cirkulär stig, med en diameter på cirka 40 båge sekunder (40 ”), en båge -sekund var 1/3 600 av en grad. Parallaxförskjutning inträffar, men det är mycket litet, även för de närmaste stjärnorna, och skulle inte ha varit mätbar med hjälp av INSTRUMENTS tillgängliga vid den tiden.

Mysteriet löstes av James Bradley, den brittiska astronomen Royal, 1729. Han upptäckte att de observerade förändringarna i en stjärnposition berodde på jordens hastighet och inte till dess position, relativt till stjärnan. Ljuset från stjärnan tar tid att nå jorden och eftersom jorden rör sig verkar stjärnljuset komma från en punkt som förflyttas något från stjärnans verkliga position, i riktning mot rörelse. De största förskjutningarna observeras när jordens rörelse är vinkelrätt mot stjärnljusets riktning. Samma fenomen kan ses med regn som faller vertikalt; Till en rörlig observatör - till exempel i ett tåg eller buss - verkar regnet falla diagonalt från en ursprungspunkt framför observatören i rörelseriktningen.

Bradleys beräkning, med hjälp av ljusets hastighet och hastigheten på jordens rörelse runt solen, indikerade en maximal förskjutning av cirka 20 ”till eithER -sidan av den verkliga positionen för Polaris. Detta gav en total variation på cirka 40 ”under året, i överensstämmelse med observationer. Vid beräkningen av avvikelsen av ljus måste moderna astronomer ta hänsyn till effekterna av relativitet, men i de flesta fall är den klassiska beräkningen tillräcklig.

Säsongskiften i stjärnpositioner kallas årlig avvikelse eller stjärnavvikelse, och stjärnans verkliga position kallas dess geometriska position. Mindre förskjutningar är resultatet av jordens rotation; Detta kallas daglig avvikelse. Sekulär avvikelse är termen som används för att beskriva den astronomiska avvikelsen orsakad av solsystemets rörelse inom galaxen; Även om det påverkar de uppenbara positionerna för mycket avlägsna stjärnor och andra galaxer, är den mycket liten och beaktas vanligtvis inte. Vid beräkning av stjärnavvikelse behöver endast jordens rörelse beaktas; Planetär avvikelse - som påverkar de uppenbara positionerna förPlaneter - Resultat från rörelsen av både jorden och planeterna, så båda måste inkluderas för att beräkna rätt värde.