Aberracja światła

Aberracja światła, także aberracja astronomiczna lub aberracja gwiezdna (dawniej także w formie aberacja światła) – w astronomii: zmiana kierunku światła powodująca pozorne przemieszczenie się ciała niebieskiego na sferze niebieskiej. Zjawisko to wywoływane jest przez ruch obserwatora względem obserwowanego obiektu (np. wraz z Ziemią). Zobacz też: aberracja – różne znaczenia terminu, tam też etymologia wyrazu.

Zjawisko aberracji światła odkrył angielski astronom królewski James Bradley (1693-1762) w 1728 roku (data podania prawidłowego wytłumaczenia zjawiska). Od 1725 toku prowadził on obserwacje gwiazdy Gamma Draconis (Eltain) w Gwiazdozbiorze Smoka. Odkrycie zjawiska aberracji światła stanowiło potwierdzenie empiryczne teorii Mikołaja Kopernika o ruchu orbitalnym Ziemi dookoła Słońca, pierwsze potwierdzenie astronomiczne teorii heliocentrycznej. Odkrycie to miało duże znaczenie także w historii badań nad prędkością światła. Pierwszego pomiaru prędkości światła dokonano w 1676 roku, nie od razu jednak powszechnie pogodzono się z faktem, że rozchodzenie się światła nie jest zjawiskiem natychmiastowym, że światło w ogóle ma jakąś prędkość. Ponadto odkrycie aberracji światła umożliwiło znacznie dokładniejsze niż dotychczas wyznaczanie położenia gwiazd.

Na podstawie prowadzonej przez kilka lat obserwacji Gwiazdozbioru Smoka Bradley Stwierdził, że położenie gwiazd zmienia się w czasie. Sądził początkowo, że chodzi tu o zwykły błąd pomiaru, następnie odkrył jednak, że są to zmiany regularne związane z porą roku. Bradley stwierdził, że pozorny ruch gwiazdy spowodowany jest zmianą kierunku padania światła gwiazdy na Ziemię.

Pozorne przesunięcia gwiazd i innych obiektów na sferze niebieskiej zależne jest od aktualnego wektora prędkości obserwatora. Aberracja powstaje na skutek zsumowania się dwóch wektorów prędkości – prędkości światła (tj. prędkości światła przychodzącego z gwiazdy) oraz prędkości obserwatora (tj. prędkości punktu obserwacyjnego, który podlega ruchowi razem z kulą ziemską).

Zjawisko to ma duże znaczenie dla obserwacji astronomicznych. Przy ustawianiu teleskopu do obserwacji dowolnego ciała niebieskiego należy uwzględnić kąt aberracji, poprawkę wynikającą z ruchów Ziemi. Obserwator musi więc pochylić teleskop o niewielki kąt w kierunku ruchu – tak, by obserwowana gwiazda znalazła się w centrum pola widzenia.

Wyróżnia się trzy rodzaje aberracji światła: aberrację światła roczną, aberrację światła dobową i aberrację światła wiekową. Aberracja dobowa (określana także jako aberracja dzienna) wynika z ruchu obrotowego Ziemi. Aberracja roczna wynika z ruchu orbitalnego (obiegowego) Ziemi (w ciągu roku gwiazdy zataczają elipsy aberracyjne wokół swoich średnich położeń na sferze niebieskiej). Aberracja wiekowa (także aberracja wieczna) jest spowodowana ruchem Układu Słonecznego jako całości.