Gehler, J. S. T.
Physicalisches Wörterbuch


Abirrung des Lichts
Abirrung des Lichts, Aberratio lucis, Aberration de la lumiere.

Eine scheinbare Bewegung der Sterne, vermöge welcher sie jährlich am Himmel eine kleine Ellipse zu durchlaufen scheinen, deren große Axe 20 Secunden eines größten Kreises beträgt.

Diese merkwürdige Erscheinung ward von Jacob Bradley entdeckt, als er im Jahre 1725 in Kew bey London mit einem von Graham verfertigten Sector von 24 Fuß Halbmesser, dessen Gradbogen nur einige Minuten vom Kreise enthielt, die Abstände einiger Sterne vom Zenith verschiedene Tage nacheinander beobachtete, um zu sehen, ob er dabey irgend ein Merkmal einer jährlichen Parallaxe der Erdbahn wahrnehmen könnte, s. Parallaxe der Erdbahn. Er setzte seine Beobachtungen hierüber bis ins Jahr 1728 fort, und bemerkte, daß alle Fixsterne zu der Zeit, wenn sie am Tage durch den Mittagskreis giengen, täglich etwas weiter gegen Süden fortrückten, zu der Zeit hingegen, wenn sie des Nachts culminirten, von Tag zu Tag weiter gegen Norden giengen; überhaupt aber alle nach Verlauf eines Jahres wieder in ihre vorige Stelle zurück kamen, nachdem sie mittlerweile eine Ellipse durchlaufen hatten, deren große mit der Ekliptik parallele Axe 40″ betrug, die kleinere auf der Ekliptik senkrechtftehende aber, bey Sternen in der Ekliptik selbst, Null, im Pole der Ekliptik ebenfalls 40″ war, und in den Zwischenstellen sich, wie der Sinus der Breite des Sterns, verhielt; daher der Stern γ oder B im Drachen, welcher nahe am Nordpole der Ekliptik steht, einen Kreis von 40″ im Durchmesser zu beschreiben schien. Diese Bewegung aber erfolgte gar nicht nach den Regeln, nach welchen sich eine aus der jährlichen Parallaxe der Erdbahn entstehende scheinbare Bewegung hätte darstellen müssen.

Als Bradley versichert war, daß diese Bewegung ein allgemeines Phänomen aller Fixsterne sey, so unternahm er es, die Ursache derselben zu erforschen. Es muste eine jährlich wiederkehrende und allgemeine Ursache entdeckt werden, deren Wirkung sich, wie der Sinus der Breite des Sterns, verhielt, und bey ihrem größten Werthe 40″ betrug.

Glücklicher Weise bemerkte Bradley, daß diese 40″ genau den Bogen der Erdbahn ausmachen, den die Erde in 16 Minuten Zeit durchläuft, und es fiel ihm bey, daß das Licht gerade eben diese Zeit von 16 Minuten brauche, um den Durchmesser der Erdbahn zu durchlaufen, s. Licht. Er konnte sich nun sogleich vorstellen, daß wir die in der Ekliptik stehenden Sterne, wenn sie in Conjunction mit der Sonne sind, und also hinter ihr und weiter von uns stehen, um 16 Minuten später erblicken müssen, als wenn sie in Opposition, d. i. auf eben der Seite der Sonne mit uns selbst, und also uns um den Durchmesser der Erdbahn näher stehen, und daß wir sie eben deswegen im erstern Falle um 40″ weniger fortgerückt erblicken, als im letztern, woraus sich die Phänomene der Abirrung für die in der Ekliptik stehenden Sterne, welche statt der Ellipse eine gerade Linie zu beschreiben scheinen, vollkommen erklären.

In Absicht auf die ausser der Ekliptik stehenden Sterne fiel Bradley auf den glücklichen Gedanken, die Bewegung des Lichts mit der Bewegung der Erde nach den Gesetzen der Zusammensetzung der Bewegungen (s. Zusammensetzung der Bewegungen) zu verbinden, und nachdem er seine Erklärung mit allen Beobachtungen übereinstimmend gefunden hatte, stattete er davon im Jahre 1728 öffentlich Bericht ab. (Philos. Transact. No. 406.)

Es sey E (Taf. I. Fig. 2.) ein Stern, der den Lichtstrahl EB zu uns sendet, AB ein kleiner Theil der Erdbahn, und CB der Weg, den der Stral durchlaufen hat, indem die Erde von A bis B gieng, daß sich also CB und AB, wie die Geschwindigkeiten des Lichts und der Erde, d. i. wie 10313: 1 verhalten müssen. Man verzeichne das Parallelogramm ABCD, so wird sich die Bewegung des Lichtstrals CB, in die beyden Bewegungen CD =BF und CA=DB zerlegen lassen (s. Zusammensetzung der Bewegungen). Von dem Theile BF kan das in B anlangende Auge nichts empfinden, weil die Bewegung BF mit der Bewegung des Auges durch AB nach einerley Richtung geht; es empfindet daher nur den Theil DB, und sieht den Stern E nach der Richtung BD, also von seinem wahren Orte E um den Winkel EBD entfernt, welcher=ACB ist, und der Abirrungswinkel genannt wird.

Ist der Winkel B ein rechter, und CB : BA, wie 10313: 1, so giebt die Trigonometrie den Abirrungswinkel ACB=20 Secunden.

Ist hingegen, wie Taf. I. Fig. 3, CB gegen AB geneigt, so ist ACB kleiner, als im vorigen Falle, oder wie die Trigonometrie lehrt, = 20″ multiplicirt in den Sinus des Winkels CAB. Auch rückt die Abirrung den scheinbaren Ort des Sterns E jederzeit nach derjenigen Gegend fort, nach welcher die Erde selbst fortgehet.

Nun sey Taf. I. Fig. 4. CROH die Erdbahn um die Sonne S, in e ein Stern unter der nördlichen Breite eSG, so wird derselbe mit der Sonne S in Conjunction erscheinen, wenn die Erde in C, in Opposition hingegen, wenn sie in O stehet. In beyden Fällen treffen die von e einfallenden überall mit eS parallelen Lichtstralen eC und eO unter rechten Winkeln auf die Richtungen der Erdbahn bey C und O, es ist also der Abirrungswinkel beydemal 20″, und zwar bey der Conjunction westlich nach c, bey der Opposition östlich nach o gerichtet. Daher der Abstand der beyden scheinbaren Orte c und o, 40″ betragen muß.

In den mittlern Zeitpunkten hingegen, wenn des Sterns Länge um 90° vom Orte der Sonne unterschieden ist, d. i. wenn die Erde in R und H steht, machen die von e einfallenden Lichtstralen eR und eH mit der Richtung der Erdbahn in R und H Winkel, welche der Breite des Sterns eSG gleich sind; daher ist hier die Größe der Abirrung = 20″ multiplicirt in den Sinus der Breite des Sterns, und zwar das einemal nach r, das anderemal nach h zu gerichtet, wodurch im ersten Falle die Breite vermindert, im andern vergrößert wird. Der Unterschied beyder Breiten in r und h beträgt daher 40″ multiplicirtin den Sinus der Breite. Die Erde in C, R, O, H sieht also den Stern in der Ellipse c, r, o, h gehen, deren große der Ekliptik parallele Axe co = 40″, die kleine rh = 40″ multiplicirt in den Sinus der Breite ist.

So beschreibt Arktur, dessen nördliche Breite beyläufig 30 Grad beträgt, eine jährliche Abirrungsellipse, deren kleine auf die Ekliptik senkrechte Axe=40″. sin. 30° =20″ beträgt. Den 13 October am Tage seiner Conjunction mit der Sonne steht er im äussersten westlichen Theile derselben zur Rechten, den 11 Jan. am untersten oder südlichen Ende der kleinen Axe, den 12 April, am Tage der Opposition am meisten ostwärts, und den 12 Jul. am meisten nordwärts.

Diese Veränderung des Ortes der Sterne in ihrer Abirrungsellipse ändert ihre Länge, Breite, gerade Aufsteigung und Abweichung. Wie viel jede dieser Veränderungen betrage, läst sich durch trigonometrische Rechnungen bestimmen. Bey den Planeten und Kometen sind die Wirkungen der Abirrung so groß, als der Winkel, unter welchem ihre Bewegung in der Zeit, in welcher das Licht von ihnen zu uns kömmt, von der Erde aus in die Augen fällt, und lassen sich also aus ihren Entfernungen und Bewegungen leicht berechnen.

Die Abirrung des Lichts hat übrigens den Astronomen einen ganz neuen und directen Beweis von der Wirklichkeit des Umlaufs der Erde um die Sonne verschaft, und dadurch die Wahrheit der Lehren des Copernicus auf eine unerwartete Weise bestätiget, s. Weltsystem.

de la Lande astronomisches Handbuch § 772 und f. Smith's Lehrbegrif der Optik durch Kästner, 4 Buch, 7 Cap. Seite 353. Bode Erklärung der Sternkunde §. 615.

Ableiter s. Blitzableiter.