Аберрация света - изменение направления распространения света (излучения) при переходе от одной системы отсчета к другой.
Пусть система отсчета К'
движется со скоростью v относительно системы отсчета К. Углы, образуемые направлением распространения света с направлением движения К' относительно К, в К
и
К'
обозначим
соответственно
.
Тогда, согласно специальной теории относительности, справедливо следующее соотношение между и :
Эта формула - следствие общей формулы преобразования скорости движения частицы при переходе от одной системы отсчета к другой (см. Сложения
скоростей закон) для того частного случая, когда скорость частицы равна с (скорости света). Угол
называется углом аберрации.
Если , то с точностью до членов порядка v/с формула (1) записывается в виде
Из-за аберрации света наблюдатель, движущийся вместе с системой К', видит источник света, смещенный (по сравнению с направлением на источник
в
системе
К) к апексу
движения на угол .
Аберрация света играет существенную роль при относительном движении источника и приемника излучения со скоростями, близкими к с. Если в собственной системе
отсчета
источника
излучение происходит изотропно или с
небольшой анизотропией, то в системе приемника
из-за аберрации света излучение сосредоточено в узком конусе с углом при вершине порядка , определяемым формулой (1) в направлении
движения
источника. Такие движения происходят, например, при синхротронном излучении энергичных заряженных частиц в магнитных
полях, на последних стадиях релятивистского
гравитационного коллапса или при падении тел в поле тяготения черных дыр.
В практической астрономии аберрация света приводит к тому, что положение звезд на небе меняется из-за движения наблюдателя вместе с Землей. Так, вследствие годичного
движения
Земли вокруг Солнца со скоростью vЗ звезды описывают на небесной сфере аберрационные эллипсы, большая
полуось которых имеет размер ,
т. е. около 20,5".