Işığın Sapması Nedir?

Astronomide ışığın sapması, nesnenin ve gözlemcinin göreceli hareketinden kaynaklanan bir nesnenin görünür konumunda bir kaymadır. Işığın sapması yalnızca çok büyük ölçeklerde önemlidir ve dünyadaki gözlemciler için yıldızların ve gezegenlerin algılanan konumlarını etkiler. Açıkça görünen yıldızların yer değiştirmesi, Dünya'nın Güneş etrafındaki hareketinden ve onun rotasyonundan kaynaklanmaktadır.

17. yüzyılda, Dünya'dan farklı yıldızlara olan mesafeleri paralaks kullanarak ölçmeye teşebbüs edildiğinde ışığın sapması keşfedildi - bir nesnenin farklı konumlardan gözlendiğinde konumunun nasıl değiştiğini açıklayan bir kavram. Fikir, bir yıldızın görünür konumunun, Dünya Güneş'i yudumlarken yıl boyunca değişmesi gerektiği idi. Yıldızın gökyüzündeki kesin konumu belirli bir tarihte kontrol edildiyse, altı ay sonra tekrar kontrol edildi; Dünya, ilk ölçümün alındığı andan tam tersi olduğunda, bu, Dünya yörüngesinin çapıyla ayrılmış iki ölçüm yaptı - yaklaşık 186.000.000 mil (300.000.000 km). Bunun bir paralaks değeri elde etmek için yeterli olduğu ve böylece trigonometri kullanarak yıldızın mesafesini hesapladığı düşünüldü.

Bazı ölçümler yapıldı, ancak sonuçlar şaşırtıcıydı. Gözlemlenen yıldızın göze çarpan en büyük yer değiştirmesi, gözlem yerlerinin en uzak olduğu altı ay aradaki gözlemler arasında bulunmalıdır. Bununla birlikte, gerçek yer değiştirmeler tamamen farklı bir patern izledi ve açıkça paralaks nedeniyle olmadı. Örneğin, Kutup Yıldızı, Polaris'in yaklaşık 40 ark saniye (40 ”) çapında, yaklaşık 1 / 3,600 derecelik bir yay saniyesi olan kabaca dairesel bir yolu takip ettiği bulunmuştur. Paralaks yer değiştirmesi gerçekleşir, ancak en yakın yıldızlar için bile çok küçüktür ve o zaman mevcut aletler kullanılarak ölçülemezdi.

Gizem, 1729 yılında İngiliz Astronom Kraliçesi James Bradley tarafından çözüldü. Bir yıldız pozisyonunda gözlenen kaymaların, yıldıza göre konumundan değil, Dünya'nın hızından kaynaklandığını keşfetti. Yıldızdan gelen ışığın Dünya'ya ulaşması zaman alır ve Dünya hareket ettiğinden, yıldız ışığı hareket yönündeki yıldızın gerçek konumundan biraz kaymış bir noktadan geliyor gibi görünmektedir. En büyük yer değiştirmeler, Dünya'nın hareketi yıldız ışığının yönüne dik olduğunda gözlenir. Aynı olay, yağmurun dikey olarak düşmesiyle de görülebilir; Hareket eden bir gözlemciye - örneğin, bir trende veya otobüste - yağmur, gözlemcinin önünde bir hareket noktasından hareket yönünde, çapraz olarak düşüyor gibi görünüyor.

Bradley'in ışığın ve Dünya'nın Güneş etrafındaki hareketinin hızını kullanarak yaptığı hesaplama, Polaris için gerçek konumun her iki tarafına da maksimum 20 inçlik bir yer değiştirmeyi gösterdi. Bu, gözlemlerle uyumlu olarak, yıl boyunca yaklaşık 40 ”genel bir değişim verdi. Işığın sapmasını hesaplarken, modern astronomların göreliliğin etkilerini hesaba katmaları gerekir, ancak çoğu durumda klasik hesaplama yeterlidir.

Yıldız konumlarındaki mevsimsel kaymalar, yıllık sapma veya yıldız sapmaları olarak bilinir ve yıldızın gerçek konumuna geometrik konumu denir. Küçük deplasmanlar, Dünya'nın rotasyonundan kaynaklanır; Buna günlük sapmaları denir. Seküler sapmalar, güneş sisteminin galaksideki hareketinin neden olduğu astronomik sapmaları tanımlamak için kullanılan terimdir; çok uzak yıldızların ve diğer galaksilerin görünür pozisyonları üzerinde bir etkiye sahip olmasına rağmen, çok küçüktür ve genellikle dikkate alınmaz. Yıldız sapmalarının hesaplanmasında sadece Dünya'nın hareketi dikkate alınmalıdır; bununla birlikte, gezegenlerin görünür konumlarını etkileyen gezegensel sapmalar - hem Dünya'nın hem de gezegenlerin hareketinden kaynaklanır, bu nedenle doğru değeri hesaplamak için her ikisinin de dahil edilmesi gerekir.