Тред №588679

Что Такое Аберрация?

Явление аберрации света от звезд было открыто английским астрономом Джеймсом Брэдли в 1727 г. как изменение видимого положения звезд в зависимости от направления движения Земли вокруг Солнца. Немножко тавтологии – будем называть аберрацией света физический процесс, ответственный за это изменение видимого положения звезд.

Определение русики: Аберрация волн это изменение направления луча относительно среды  (per medium)  при его переходе из одного элемента среды в другой, движущийся относительно первого элемента среды. Угол аберрации это угол между направлением луча в первом элементе среды (в его внутренней системе координат) и направлением этого луча во втором элементе (в его внутренней системе координат). Важно: пока луч света распространяется в первом элементе среды, ни о какой аберрации говорить нельзя. Для всех наблюдателей, независимо от их скоростей, направления лучей света относительно первого элемента среды, выглядят абсолютно одинаково (лучи перпендикулярны фронтам волн), а аберрация лучей происходит только при переходе в второй элемент среды, движущийся относительно первого элемента. Вторым элементом среды может являться детектор света – глаз или телескоп.

Физика называет аберрацией света нечто совершенно иное. К сожалению, в большинстве учебников и энциклопедий дается релятивистское определение аберрации (изменение направления распространения света при переходе из одной системы отсчёта к другой), которое в данный момент обсуждать нет смысла, потому что ключевые ошибки содержались еще в классической физике.

Классическая же физика объясняет аберрацию света как результат действия эфирного ветра (см. выше цитату из статьи Гиммельфарба). Если Земля движется относительно эфира со скоростью  v,  то согласно Принципу Относительности Движения Галилея, наблюдатель на Земле может считать, что это эфир и фронты световых волн двигаются относительно него со скоростью  – v.  В его системе отсчета, групповая скорость света  с’  подчиняется следующему уравнению:

с' = с – v

где  c – групповая скорость света в СО неподвижного эфира.

Таким образом, лучи света, с его точки зрения, направлены не перпендикулярно фронтам волн. В простейшем случае, если в системе отсчета неподвижного эфира свет падает на Землю под углом 90° к направлению ее движения, угол аберрации для земного наблюдателя можно определить по формуле

tg(θ) = v/c

Что здесь важно? Чем это определение отличается от определения русики? Тем, что в «классическом» определении аберрации вообще не участвует переход в другую среду (телескоп, например). Физика считает, что с точки зрения земного наблюдателя лучи света на всем протяжении пути от источника (звезды) до Земли двигались под углом аберрации к нормали к фронтам световых волн. Этот угол был одинаков и до телескопа, и внутри него (не будем пока учитывать преломление). То есть попадание в телескоп всего лишь фиксирует уже существующую аберрацию луча, не создает ее заново. Это можно изобразить следующим образом (в СО неподвижного телескопа, обдуваемого эфирным ветром):
 


В русике же лучи света в эфире и телескопе распространяются совершенно иначе:
 

 
Это принципиальная разница, а вовсе не иная интерпретация одного и того же процесса. Но чтобы продемонстрировать это различие, мы сейчас перейдем от аберрации света к аберрации звука.