§ 8. Аберрация

При выводе формул (34.17) и (34.18) мы взяли простой пример, когда  лежит в направлении движения системы координат; но мы можем обобщить теперь эти формулы на другие возможные случаи. Пусть источник посылает луч света в определенном направлении; это направление фиксируется неподвижным наблюдателем, а мы движемся, скажем, по поверхности Земли в горизонтальном направлении (фиг. 34.12, а). В каком направлении падает луч света с нашей точки зрения? Можно получить ответ, записав четыре компоненты  и совершив преобразования Лоренца. Но можно воспользоваться и следующим рассуждением: чтобы увидеть луч следует наш телескоп повернуть на некоторый угол (фиг. 34.12, б). Почему? Потому что свет падает сверху со скоростью , а мы движемся горизонтально со скоростью , и свет пройдет «прямо через телескоп, если последний наклонить на некоторый угол. Легко понять, что расстояние по горизонтали равно , а по вертикали , и, обозначив угол наклона через , мы получим . Замечательно! В самом деле, замечательно, если бы не одна маленькая деталь:  не есть тот угол, под которым надо установить телескоп по отношению к поверхности Земли, потому что наш анализ проводился с точки зрения неподвижного наблюдателя. Горизонтальное расстояние, которое мы считали равным , неподвижный по отношению к Земле наблюдатель найдет равным совсем другой величине, так как он пользуется, с нашей точки зрения, «сжатой» линейкой. Из-за эффекта сокращения возникает совсем другое соотношение:

                              (34.22)

что эквивалентно

                                 (34.23)

Фигура 34.12. Удаленный источник света .

а — наблюдаемый через неподвижный телескоп; б — наблюдаемый через телескоп, движущийся в боковом направлении.

Полезно вам самим получить это соотношение с помощью преобразования Лоренца.

Описанный выше эффект кажущегося изменения направления луча называется аберрацией и обнаружен на опыте. Казалось бы, как он может проявиться? Ведь никто не знает, где на самом деле расположена звезда. Пусть мы действительно смотрим на звезду в неправильном, кажущемся направлении, откуда нам известно, что оно неправильное? Известно; потому, что Земля обращается вокруг Солнца. Сегодня мы устанавливаем телескоп под одним углом, а через шесть месяцев мы должны его уже повернуть. Вот откуда мы знаем о существовании этого эффекта.