Аберрация света

Аберра́ция све́та, изменение направления светового луча, идущего от небесного светила, вследствие конечности скорости света и движения наблюдателя относительно светила. Аберрация света вызывает смещение видимого положения светила на небесной сфере.

При перемещении наблюдателя вместе с приёмником света, например астрономической трубой, лучу света, падающему на объектив в точке O (см. рисунок), требуется некоторый малый промежуток времени, чтобы пройти расстояние от объектива O до креста нитей T, расположенного в фокальной плоскости объектива. За это время инструмент переместится в направлении к точке A (апекс) и займёт положение O′T′, а изображение светила окажется смещённым по отношению к кресту нитей в сторону, обратную движению наблюдателя. Чтобы изображение светила попало на крест нитей, необходимо повернуть трубу в сторону движения наблюдателя на угол β = OTO′, причём β, выраженное в секундах дуги, определяется формулой:

${\displaystyle \beta =206264,\!8^{\prime \prime }\ {\frac {v}{c}}\sin {\gamma }}$,

где ${\displaystyle v\ -}$ скорость движения наблюдателя, ${\displaystyle c\ -}$ скорость света, ${\displaystyle \gamma \ -}$ угол между направлениями на светило и на апекс. Аберрация света смещает видимое положение светила на небесной сфере к апексу, причём с увеличением скорости наблюдателя смещение увеличивается.

Различают аберрации света: суточную – вызываемую вращением Земли вокруг оси; годичную – вызываемую движением Земли вокруг Солнца; вековую – являющуюся следствием движения Солнечной системы в пространстве. Суточная аберрация света смещает светила к точке востока на величину ${\displaystyle \beta =0,\!319^{\prime \prime }\cos {\phi }\cos {\gamma }}$, где ${\displaystyle \phi \ -}$ географическая широта наблюдателя. Годичная аберрация света смещает светила к мгновенному апексу движения Земли вокруг Солнца, так что в течение года звезда описывает на небесной сфере небольшой эллипс. Годичная аберрация света равна ${\displaystyle \beta =k\sin {\gamma }}$. Значение коэффициента ${\displaystyle k=20,\!49552^{\prime \prime }}$ называется постоянной аберрации и принято Международным астрономическим союзом в 1976 г. Годичная аберрация света открыта и объяснена Дж. Брэдли в 1728 г. В вековой аберрации света скоростью движения наблюдателя является скорость движения Солнца относительно звёзд, которая практически не изменяется ни по числовому значению, ни по направлению.

При выводе формулы аберрации света в специальной теории относительности рассматривается разница в направлении светового луча в разных инерциальных системах отсчёта. Формула аберрации света получается как естественное следствие преобразований Лоренца и в первом приближении приводит к тем же результатам, что и классическая теория аберрации света, причём соответствующая поправка к величине годичной аберрации света не превосходит 0,0005″.