L’aberrazione astronomica sulla Terra piatta

Articolo N. 176

L’aberrazione astronomica  è un fenomeno che fa apparire una stella, osservata attraverso un telescopio, in un luogo leggermente diverso dal previsto. L’aberrazione era stata osservata nel 1727 dall’astronomo inglese James Bradley che, nel corso delle sue indagini, notò che le stelle sembravano essere soggette a un leggero movimento nel periodo di un anno siderale. Pensava che questo movimento dipendesse dalla posizione della stella all’interno della sfera celeste. C’è un’aberrazione diurna che di solito è considerata trascurabile, causata, come si suol dire, dalla rotazione della Terra attorno al suo asse. C’è anche un’aberrazione annuale, che è considerata la conseguenza del movimento della Terra attorno al sole.

Possiamo spiegare questo fenomeno considerando che la luce della stella entra nel telescopio e, poiché la velocità della luce, sebbene molto veloce, è limitata e non infinita, ci vuole poco tempo per raggiungere l’occhio dell’osservatore.

Durante questo breve lasso di tempo, la Terra si sta muovendo intorno al sole con una velocità media di circa 30 km / s che è 1/1000 della velocità della luce.

La velocità della luce, quindi, mostrerà di essere sotto l’influenza della velocità della Terra, generando l’aberrazione, un apparente cambiamento nella posizione della stella. Dopo sei mesi, infatti, la velocità della Terra sarà nella direzione opposta e la stella apparirà in una posizione leggermente diversa.

Una stella che è perpendicolare al piano orbitale della Terra ha un movimento circolare aberrante all’interno della periodicità di un anno; una stella che si vede esattamente sul piano dell’eclittica ha un apparente movimento rettilineo, mentre nelle posizioni intermedie questo movimento sembra essere ellittico. Il valore massimo di aberrazione misurato durante l’anno è 20,49″ che si chiama costante di aberrazione annuale.

Un esempio classico usato per descrivere l’aberrazione è il seguente: si consideri un uomo con un ombrello sotto la pioggia. Quando l’uomo si ferma in un posto, vede la pioggia cadere verticale. Ma, se inizia a correre, vedrà la pioggia cadere in diagonale. Questo sarà semplicemente un fenomeno apparente a causa della composizione di due velocità: quella della pioggia che cade e la velocità dell’uomo che corre.

Questo fenomeno è considerato una delle prime prove sperimentali che la Terra si muove attorno al sole e non il contrario. In effetti, se la Terra fosse immobile, non potremmo osservare l’aberrazione.

Qualcuno, quando postula che la Terra sia piatta, ipotizza che ci sia un vento di etere che soffia ad una velocità di 30 km / s, trascinando la luce che proviene dalle stelle. Genera, in questo modo, l’aberrazione. Io mostrerò con questo articolo che in realtà esiste un vento di etere sulla Terra, ma è molto più debole. Probabilmente ricorderete infatti, che l’esperimento di Michelson Morley non è riuscito a rilevare un vento di etere.

Un secondo diverso esperimento fatto da Michelson e Gale è riuscito a misurare un vento di etere con una velocità che cambia con la latitudine. Postulerò che questo vento faccia muovere il sole e la luna sulla loro traiettoria. Questo stesso vento è responsabile dell’aberrazione diurna ma non dell’aberrazione annuale molto maggiore. Quindi, se l’aberrazione non è causata dall’etere, come dovremmo spiegarlo?

Il problema di base di questo fenomeno è la periodicità. In realtà, quando si considera il fenomeno, come abbiamo già notato, c’è un movimento periodico che presenta un ciclo di un anno. Ciò significa che, in sei mesi, l’aberrazione passa da un minimo ad un massimo e questo ciclo si ripete ogni anno. Ci è sempre stato insegnato che la Terra si muove attorno al sole. Questo potrebbe spiegare l’aberrazione, ma gli astronomi credono anche che il sole si muova nella galassia verso Vega.

Il movimento di aberrazione non dovrebbe quindi essere un’ellisse ma una spirale. Tuttavia, l’aberrazione è stata davvero misurata (dicono loro). Quindi, come si può spiegare questo movimento periodico, misterioso, apparente?

Aberrazione: misurata sperimentalmente o calcolata solo teoricamente?

Gli angoli di aberrazione sono molto piccoli ed è abbastanza difficile pensare che siano stati misurati evitando errori dovuti alla rifrazione. Pertanto l’incredibile corrispondenza tra valori misurati e valori teorici appare sorprendente. Vediamo la teoria.

Considera un telescopio lungo 1 metro. Il tempo impiegato dalla luce per percorrere quella distanza è:

t = S / V = 0,001 [km] / 300000 [km / sec] = 3,33 × 10–9 sec

Durante questo periodo, la terra copre la distanza:

S = 30 [km / sec] x3,33 × 10–9 [sec] = 1 × 10–7 [km]

Quindi, hai questa situazione (vedi anche figura):

Il lato verticale è la lunghezza del telescopio. Quello orizzontale è lo spazio coperto dalla Terra nel tempo in cui la luce raggiunge l’osservatore, α è l’angolo di aberrazione:

α = tg – 1 (1 × 10–3 / 1 × 10–7) = 0,005 °

0,005 ° x3600 = 20” .62

Esattamente la costante di aberrazione. Congratulazioni! Davvero una grande precisione sperimentale!

È degno di nota il fatto che lo stesso Bradley riconoscesse che questo fenomeno era lo stesso per tutte le stelle. Inizialmente Bradley pensava che fosse causato dalla parallasse, cioè un errore ottico dovuto alle diverse posizioni della Terra durante l’anno. Ma, se la modifica della posizione è la stessa per tutte le stelle, ciò potrebbe essere causato dalla parallasse solo se le stelle fossero tutte alla stessa distanza dalla Terra, cosa considerata assurda dallo stesso Bradley. Raggiunse così la conclusione che il fenomeno fosse causato dalla limitata velocità della luce.

Sappiamo davvero, considerando il nostro modello piatto della Terra, che questo apparente cambiamento nella posizione delle stelle non può essere causato dalla parallasse perché la terra è immobile e le stelle, mese dopo mese, sono alla stessa distanza (con piccole differenze) rispetto alla Terra, quindi non è possibile alcuna parallasse.

È importante considerare che questo fenomeno è ciclico e raggiunge il massimo gradiente in sei mesi. Questo potrebbe essere spiegato semplicemente come un fenomeno ottico di rifrazione? Vediamo.

Un raggio di luce che, da una stella raggiunge la Terra, attraversa l’atmosfera che possiede un piccolo, ma comunque sensibile, potere di rifrazione. Pertanto, se il raggio di luce non è perfettamente perpendicolare alla Terra, è piegato con un piccolo angolo chiamato rifrazione astronomica che può essere così calcolato:

dove R è l’angolo di rifrazione espresso in minuti di grado e ha è l’angolo di altezza della stella. Questa formula è valida per una pressione atmosferica di 1010 mbar e una temperatura di 10 ° C. Se la temperatura e la pressione sono diverse, la rifrazione deve essere moltiplicata per

L’altezza reale della stella sarà H = ha + R, essendo R la rifrazione astronomica precedentemente calcolata. Il valore massimo di aberrazione misurato da Bradley è 20 ”, 49 che si chiama costante annuale di aberrazione e corrisponde al semiasse maggiore dell’ellisse di aberrazione.

L’angolo di rifrazione, calcolato con la formula di cui sopra, può assumere un valore massimo di 35 ‘, 4 all’orizzonte ma è 3’, solo 3 ‘ già a 17,5 °. Si noti che questo valore cambia con la temperatura (come con la temperatura anche la densità dell’aria cambia) e la temperatura cambia con le stagioni, e … borbottando … la massima differenza climatica con le stagioni è ciclica e ricorrente ogni sei mesi.

Il valore dell’angolo di rifrazione varia di circa l’1% per ogni 3 ° C nella variazione della temperatura. Se consideriamo una variazione di temperatura dall’estate all’inverno di 30 ° C, abbiamo un 10% di variazione sull’ angolo di rifrazione. Vale a dire il 10% di 3’ , che è il nostro angolo di rifrazione medio di 0,3’. Ciò dovrebbe corrispondere ai 20 “di apparente deviazione dovuta alla rifrazione (quando consideriamo una stella a 17 ° di altezza, che equivale abbastanza bene al valore di aberrazione).

Voglio fare un’altra considerazione sull’aberrazione andando a vedere l’esperimento fallito di Airy. Egli era un matematico e un astronomo. Fu, nel Regno Unito, l’astronomo reale dal 1835 al 1881. Nel 1871 si occupò di un esperimento che avrebbe dovuto dimostrare o meno l’esistenza dell’etere.

Spieghiamo brevemente in cosa consiste l’esperimento di Airy. Egli sapeva che doveva inclinare leggermente il telescopio per vedere una stella. Era convinto che questa inclinazione fosse necessaria a causa del movimento della Terra. Quindi riempì il telescopio di acqua. Essendo ora il mezzo più denso, pensava correttamente che la luce avrebbe viaggiato con minore velocità. Questo potrebbe essere il motivo fondamentale per cui il raggio stellare non dovrebbe essere in grado di raggiungere l’occhio dell’osservatore. Egli ipotizzò che il raggio di luce avrebbe impiegato una frazione infinitesimale di tempo per raggiungere l’occhio. Nello stesso momento, ragionò, la Terra si sarebbe mossa alla velocità di 30 km/s.

Pertanto il raggio di luce non riuscirebbe a raggiungere l’occhio di qualsiasi osservatore. È un dato di fatto, va notato che un raggio di luce attraversa una certa flessione nell’acqua con un angolo di qualche entità dovuto alla rifrazione. Airy ripeté molte volte questo esperimento, ma non riuscì mai a rilevare alcuna differenza, sia che il telescopio fosse pieno o meno pieno d’acqua. Era sempre in grado di vedere la stella, essendo il telescopio pieno d’acqua o no. Questo, secondo Airy dimostrava la non esistenza dell’etere, ma in realtà egli ha dimostrato che l’aberrazione non esiste. Infatti, nel tempo che la luce impiega per percorrere il mezzo acquoso, la Terra non si sposta affatto e la luce non devia. Arriviamo dunque a concludee chiaramente che l’aberrazione è un fenomeno inventato a tavolino, mai realmente misurato e quindi inesistente.

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