Оптические явления
305
3.5. Аберрация
Аберрацией света в астрономии называется изменение видимого положения светила на небесной сфере, обусловленное конечностью скорости света и движением наблюдателя вследствие вращения Земли (суточная аберрация света), обращения Земли вокруг Солнца (годичная аберрация света) и перемещения Солнечной системы в пространстве (вековая аберрация света) [9, с. 420-450; 36].
Теория звездной аберрации, как известно, изменялась с изменением представлений о природе света [i4. Сам Брадлей создал ее в 1725 г., исходя из господствующей в его время корпускулярной теории. Френель разработал теорию аберрации (1823) на основ не увлекаемого и частично увлекаемого эфира. Когда оптика движущихся тел встретилась с трудностями, Стокс, пытаясь преодолеть их, объяснил аберрацию, пользуясь гипотезой полностью увлекаемого эфира (1852). С приходом в науку квантовой теории и теории относительности возникла современная релятивистская без эфирная теория звездной аберрации. Однако на возможность объяснения явления аберрации на основе учета эфира уже у наши дни вновь обратили внимание некоторые исследователи [15.
Классическая теория аберрации света, основанная на представлении о распространении света в неподвижном эфире (рис. 3.7), приводит к следующему виду зависимости между аберрационным смещением светила а по большому кругу небесной сферы, проходящему через светило и апекс - точку, к которой движется наблюдатель, в сторону апекса, углом между направлениями на светило и на апекс у и скоростью движения наблюдателя:
v
ctg (у - a) = ctg у + — cosec у. (3.9)
c
Здесь с - скорость света.
306
Глава 3.
Рис. 3.7. К механизму аберрации света
Так называемая релятивистская поправка, вытекающая из теории относительности, составляет всего 0,0005", поэтому никогда не используется [14. Уравнение (3.9) можно записать в виде
v
sina = — sin9, (3.10)
c
где ф - географическая широта места наблюдения. Поскольку угол а мал, то уравнение обычно представляют в виде:
v
a" = 206265" — s^ = к s^. (3.11)
с
Величина к для годичной аберрации в настоящее время считается 20,50", но это значение приближенное, поскольку более точное значение можно определить на основе учета параллакса Солнца, эксцентриситета Земли, сидерического (звездного) времени и экваториального радиуса.
В результате суточной аберрации света звезды смещаются по большому кругу небесной сферы в направлении к точке востока
