238 – La aberración astronómica en la tierra plana

La aberración astronómica es un fenómeno que hace que una estrella, observada a través de un telescopio, se encuentre aparentemente en un lugar ligeramente diferente de lo esperado.

La aberración fue observada en 1727 por el astrónomo inglés James Bradley quien, en el curso de sus investigaciones, notó que las estrellas parecían estar sujetas a un ligero movimiento durante un año sideral. Pensaba que este movimiento dependía de la posición de la estrella dentro de la esfera celeste.

Existe una aberración diurna que generalmente se considera insignificante, causada, como dicen, por la rotación de la Tierra alrededor de su eje. Existe además una aberración anual, que se considera la consecuencia del movimiento de la Tierra alrededor del sol.

Podemos explicar este fenómeno teniendo en cuenta que la luz de la estrella ingresa al telescopio y, dado que la velocidad de la luz, si bien es muy rápida, es limitada y no infinita, tarda un poco en llegar al ojo del observador.

Durante este corto período de tiempo, la Tierra se mueve alrededor del sol con una velocidad promedio de aproximadamente 30 km / s, que es 1/1000 de la velocidad de la luz y, por lo tanto, no resulta del todo insignificante.

aberrazione

Por consiguiente, la velocidad del haz de luz que nos llega desde las estrellas resulta influenciada y desviada por el hecho de que la Tierra se movería alrededor del Sol generando la aberración, un cambio aparente en la posición de la estrella. Después de seis meses, de hecho, la velocidad de la Tierra se encontrará en la dirección opuesta y la estrella aparecerá en una posición ligeramente diferente.

Una estrella que es perpendicular al plano orbital de la Tierra tendría un movimiento circular aberrante con una periodicidad de un año; una estrella que se puede ver exactamente en el plano eclíptico (La eclíptica es la trayectoria recorrida por el sol) tiene un movimiento aparentemente rectilíneo, mientras que en posiciones intermedias este movimiento parece ser elíptico. El valor máximo de aberración medido durante el año es 20.49 “, que se denomina constante de aberración anual.

aberrazione

Un ejemplo clásico utilizado para describir la aberración es el siguiente: consideremos a un hombre con un paraguas bajo la lluvia. Cuando el hombre se detiene en un lugar, ve la lluvia caer verticalmente. Pero si comienza a correr, verá caer la lluvia en diagonal. Esto será simplemente un fenómeno ilusorio debido a la composición de dos velocidades: la de la lluvia que cae y la velocidad del hombre corriendo.

Este fenómeno se considera una de las primeras pruebas experimentales de que la Tierra se movería alrededor del sol y no al revés. De hecho, si la Tierra estuviera inmóvil, no podríamos observar la aberración.

Alguien, al postular que la Tierra es plana, plantea la hipótesis de que hay un viento de éter que sopla a una velocidad de 30 km / s, arrastrando la luz que proviene de las estrellas y generando de este modo, la  aberración. Me gustaría demostrar con este artículo que hay un viento de éter en la Tierra, pero tiene una velocidad significativamente menor que estos 30 km / seg. De hecho, probablemente recordarán que el experimento de Michelson-Morley no pudo detectar un viento de éter.

Un segundo experimento distinto realizado por Michelson y Gale logró medir un viento etéreo con una velocidad que cambia con la latitud. Postularé que este viento hace que el sol y la luna se muevan a lo largo de su trayectoria. Este mismo viento es responsable de la aberración diurna, pero no de la aberración anual mucho mayor. Entonces, si el éter no causa la aberración, ¿cómo deberíamos explicarlo?

El problema básico de este fenómeno es la periodicidad. De hecho, cuando consideramos el fenómeno, como ya hemos señalado, hay un movimiento periódico que presenta un ciclo de un año. Esto significa que, en seis meses, la aberración pasa de un mínimo a un máximo y este ciclo se repite todos los años. Siempre nos han enseñado que la Tierra se mueve alrededor del Sol. Esto podría explicar la aberración, pero los astrónomos también creen que el Sol se mueve en la galaxia hacia Vega.

Por lo tanto, el movimiento de aberración no debería ser una elipse sino una espiral, como se puede deducir de la figura. A pesar de ello, la aberración se midió realmente (dicen). Entonces, ¿cómo puede explicarse este aparente movimiento periódico y misterioso?

De hecho, nos preguntamos si la aberración se midió realmente o si es un valor completamente teórico. Los ángulos de aberración son muy pequeños y es bastante difícil pensar que se hayan medido evitando errores debido a la refracción. Por lo tanto, la increíble correspondencia entre los valores medidos y los valores teóricos parece sorprendente. Veamos la teoría.

Considera un telescopio de 1 metro. El tiempo que tarda la luz en recorrer esa distancia es:

t = S / V = 0.001 [km] / 300000 [km / seg] = 3.33 × 10–9 segundos

Durante este período, la tierra cubre la distancia:

S = 30 [km / seg] x3.33 × 10–9 [seg] = 1 × 10–7 [km]

Entonces, se tiene esta situación (ver también la figura):

El lado vertical es la longitud del telescopio. El horizontal es el espacio cubierto por la Tierra en el tiempo en que la luz llega al observador, α es el ángulo de aberración:

α = tg – 1 (1 × 10–3 / 1 × 10–7) = 0.005 °

0.005 ° x 3600 = 20″.62

Exactamente la constante aberración. ¡Felicidades! Realmente una gran precisión experimental!.

Es de destacar que el mismo Bradley reconoció que este fenómeno fue el mismo para todas las estrellas. Inicialmente, Bradley pensó que fue causado por el paralaje, es decir, un error óptico debido a las diferentes posiciones de la Tierra durante el año. Pero, si el cambio de posición es el mismo para todas las estrellas, esto podría ser causado por el paralaje sólo si todas las estrellas estuvieran a la misma distancia de la Tierra, lo que el propio Bradley consideró absurdo. Así llegó a la conclusión de que el fenómeno fue causado por la velocidad limitada de la luz.

Sabemos, considerando nuestro modelo plano de la Tierra, que este cambio aparente en la posición de las estrellas no puede ser causado por el paralaje porque la tierra está inmóvil y las estrellas, mes tras mes, están a la misma distancia de la Tierra, por lo que no es posible algún paralaje.

Es importante tener en cuenta que este fenómeno es cíclico y alcanza su gradiente máximo en seis meses. ¿Podría esto explicarse simplemente como un fenómeno de refracción óptica? Veamos.

Un rayo de luz que, desde una estrella llega a la Tierra, pasa a través de la atmósfera que tiene un pequeño, pero aún sensible, poder refractivo. Por lo tanto, si el haz de luz no es perfectamente perpendicular a la Tierra, se pliega con un pequeño ángulo llamado refracción astronómica que se puede calcular de la siguiente manera:

donde R es el ángulo de refracción expresado en minutos de grado y ha es el ángulo de altura de la estrella. Esta fórmula es válida para una presión atmosférica de 1010 mbar y una temperatura de 10 ° C. Si la temperatura y la presión son diferentes, la refracción debe multiplicarse por:

La altura real de la estrella será H = ha + R, siendo R la refracción astronómica previamente calculada. El valor máximo de aberración medido por Bradley es 20 “, 49, que se denomina constante de aberración anual y corresponde al eje semi-mayor de la elipse de aberración.

El ángulo de refracción, calculado con la fórmula anterior, puede tomar un valor máximo de 35 ‘, 4 en el horizonte pero es 3’, sólo 3 ‘ya a 17.5 °. Tengamos en cuenta que este valor cambia con la temperatura (como con la temperatura, también cambia la densidad del aire) y la temperatura cambia con las estaciones, y … murmurando … la diferencia climática máxima con las estaciones es cíclica y recurrente cada seis meses.

El valor del ángulo de refracción varía aproximadamente un 1% por cada 3 ° C en la variación de la temperatura. Si consideramos una variación de la temperatura del verano al invierno de 30 ° C, tenemos una variación del 10% en el ángulo de refracción. Es decir, el 10% de 3 ‘, que es nuestro ángulo de refracción promedio de 0.3’. Esto debería corresponder a los 20 “de desviación aparente debido a la refracción (cuando consideramos una estrella a 17 ° de altura, lo que equivale bastante bien al valor de aberración).

Quiero hacer otra consideración sobre la aberración yendo a ver el experimento fallido de Airy. Él era un matemático y astrónomo. Fue, en el Reino Unido, el astrónomo real desde 1835 hasta 1881. En 1871 estuvo involucrado en un experimento que debería haber demostrado, o no, la existencia del éter.

Expliquemos brevemente en qué consiste el experimento de Airy. Sabía que tenía que inclinar ligeramente el telescopio para ver una estrella. Él creía que esta inclinación era necesaria debido al movimiento de la Tierra. Luego llenó el telescopio con agua. Siendo ahora el medio más denso, pensaba correctamente que la luz viajaría con menor velocidad. El haz de luz de la estrella no debería haber alcanzado el ojo del observador. Él hipotizó que el rayo de luz tomaría una fracción infinitesimal de tiempo para llegar al ojo. Al mismo tiempo, razonó, la Tierra se movería a una velocidad de 30 km / s.

Por lo tanto, el rayo de luz no podría alcanzar el ojo de ningún observador. En consecuencia, una corrección de la inclinación del telescopio sería necesaria una vez que se llenara con agua. De hecho, debe tenerse en cuenta que un rayo de luz recibe una cierta flexión en el agua con un ángulo de cierta extensión debido a la refracción. Airy repitió este experimento muchas veces, pero nunca logró detectar ninguna diferencia, si el telescopio estaba lleno o menos lleno de agua. Siempre podía ver la estrella, con el telescopio lleno de agua o no. Esto, según Airy, demostró la inexistencia del éter, pero en realidad demostró que la aberración no existe. De hecho, en el tiempo que tarda la luz en viajar por el medio acuoso, la Tierra no se mueve en absoluto y la luz no se desvía. El agua no produce refracción porque el telescopio está perfectamente alineado con la luz que proviene de la estrella. Por lo tanto, concluimos que la aberración es un fenómeno inventado deliberadamente, nunca realmente medido y, por lo tanto, inexistente.

El experimento de Airy es, por lo tanto, una demostración más del hecho de que la Tierra es estacionaria, que el éter existe, un medio de propagación de la luz y que la aberración astronómica no existe.

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