光行差的問世
如果有人問您,如何在不離開地球表面,來證明地球正在繞著太陽公轉,您會解釋嗎?
雖然地球的公轉現象首度由哥白尼的日心說提出,伽利略及牛頓等人也認同論點,但卻一直苦無切確證據來支持,所以在當時的日心說還被當成邪說打壓著。十八世紀英格蘭天文學家詹姆斯·布拉德雷(James Bradley,1693年3月-1762年7月13日),他經過多年來觀測天龍座γ星的視差,反而不期地發現光行差現象,並於1748年2月14日正式發表。
所謂的「光行差」是在同一瞬間,運動中的觀測者所觀測到的天體星光的視線方向同靜止的觀測者所觀測到的天體星光的真方向之差值。念起來真得不容易懂,這需好好地解釋解釋。布拉德雷他觀測各星的座標方位角一年到頭有一種周年方位角的偏移,他發現這是一種似乎所有恒星共同具有一種現象。其發生偏移的大小會隨地球運行的軌道方向而變化。他終於為了這特殊的現象尋求到一種解釋:整個的這些現象是合成的,是由於的星光的傳送方向和地球的公轉運動方向的不同而合成的。他綜合多年觀測資料分析,測量星光的光行差最大值可達20.5〃。這意味此現象使星光行走方向傾斜了20.5〃,這樣也就使得觀察此星的望遠鏡筒需傾斜了20.5〃。我們常用觀察下雨來比喻光行差:靜止站在地面上看下雨,這雨滴是垂直下落的。若欲讓雨滴穿過一根空心管,只需空心管垂直放置即可。如果我們站在行進的汽車上看下雨,因相對運動的合成,我們看到這雨滴是斜向下落的。這時想讓雨滴穿過放在車上一根空心管,空心管就必需傾斜放置。這傾斜的角度多少與雨滴速度和汽車速度都有關。
布拉德雷在英國皇家學會公布了這一發現,這一發現讓布拉德雷確認光速是有限的觀點,並改進了當時對光速的估算值。無疑來說,光行差是地球公轉運動最有力的證據之一。
圖一、光行差