аберації світла
Аберація світла - позірна відхилення небесних світил від їх справжнього стану на небосхилі, викликане відносним рухом світила і спостерігача. Явище аберації обумовлено тим, що світло поширюється з кінцевою швидкістю.
З точки зору класичної астрономії, явище аберації можна порівняти з тим, що відчуває людина під проливним дощем. Що стоїть під дощем людина тримає свою парасольку прямо над головою. Але коли він йде, він змушений, якщо хоче залишитися сухим, нахилити парасольку вперед. При цьому чим швидше він йде, тим сильніше доводиться нахиляти парасольку. І хоча дощові краплі і раніше падають прямо вниз, людині здається, що вони йдуть з точки, у напрямку до якої він нахилив парасольку.
Аналогічно цьому, що рухається спостерігача світло небесного світила здається що йде не з точки, в якій знаходиться світило, а з іншої точки, зміщеною щодо першої в напрямку руху спостерігача. Цей зсув тим більше, чим вище відносна швидкість. Припустимо, що астроном спостерігає деяку зірку, що знаходиться в полюсі екліптики. Світло зірки падає на Землю перпендикулярно напрямку швидкості Землі, що рухається по своїй орбіті. Однак, направивши свій телескоп в полюс екліптики, астроном не побачить зірку в центрі поля зору: променю світла, що входить в об'єктив такого телескопа, потрібен час, щоб пройти крізь всю його трубу, а за цей час труба переміститься разом із Землею і зображення зірки не потрапить в центр поля зору. Таким чином, щоб спостерігати небесне світило в центрі поля зору, телескоп доводиться нахиляти на деякий кут вперед по руху спостерігача.
Величина абераційного зміщення залежить також від кута між напрямком руху спостерігача і напрямком на зірку. Воно має найбільше значення для кутів в 90 ° і зникає при 0 ° і 180 °. Абераційні зсув дорівнює постійної аберації а, помноженої на синус цього кута. Величина постійної аберації дорівнює
де v - відносна швидкість, а з - швидкість світла, рівна 300 000 км / с.
Якби спостерігач разом з Землею рухався по відношенню до зірки завжди в одному і тому ж напрямку, абераційні зміщення для зірки було б постійним і його не можна було б виявити. Однак напрямок руху Землі, що переміщається по своїй орбіті, безперервно змінюється, причому за 6 міс воно змінюється на протилежне.
Внаслідок цього зірка, що знаходиться в полюсі екліптики, протягом року описує на небесній сфері невелику окружність, радіус якої дорівнює постійної аберації а. Зірки, розташовані на екліптиці, коливаються взад і вперед по дузі довжиною 2а. Зірки, що знаходяться між полюсом і екліптикою, описують на небесній сфері маленькі еліпси, великі осі яких дорівнюють 2а.
Для річного руху Землі по орбіті (середня швидкість км / с) постійна аберації.
Абераційні зміщення (менші за розміром) спостерігається також і в результаті руху спостерігача внаслідок обертання Землі. Максимальна величина добової аберації (на екваторі при вугіллі 90 °) становить близько.
Вплив аберації на результати спостережень доводиться враховувати при вирішенні багатьох астрометричних і небесно-механічних задач. Зокрема, воно враховується при спостереженні штучних супутників Землі. У цьому випадку величина абераційного зміщення може досягати.
З точки зору теорії відносності аберація світла є наслідком переходу від системи відліку (системи координат), пов'язаної з джерелом світла (небесним світилом), до системи відліку, пов'язаної з спостерігачем. Напрямок світлового променя в двох системах відліку, що рухаються одна відносно іншої, не збігається. Різниця між такими напрямами і являє собою аберацію світла.