Astronomie et cosmologie

L'aberration de la lumière

L'abberration de la lumière est un phénomène apparant analogue à la déviation des gouttes de pluies perçue à partir d'un moyen de transport se déplaçant à des vitesses différentes. Les rayons lumineux en provenance d'une étoile semble s'incliner tantôt d'un côté, tantôt de l'autre, tout comme la pluie, verticale si on la regarde de la fenêtre d'un train à l'arrêt, est oblique quand le train roule. A partir du Soleil, qui reste fixe, il n'y aurait jamais à pointer le télescope dans des directions différentes selon la période de l'année pour observer une même étoile. Cependant, la vitesse de la lumière, bien plus élevée que la vitesse orbitale de la Terre, obscurcit l'effet: il en est même assez difficile à mesurer.

Vitesse et aberration: Soit un astre A animé d'une vitesse de translation V par rapport à la Terre. La trajectoire de l'astre est perpendiculaire à la ligne de visée observateur O/astre A. Supposons que le point d'observation O est fixe: le temps mis par la lumière pour parcourir la distance D de A à O est t = D/c où c est la vitesse de lumière. Si l'obervation est faite au moment T, l'astre est en A, mais la lumière reçue a été émise au moment T-t quand l'astre était en A', séparé de A par une distance égale à Vt. Remplaçons t par la valeur D/c, nous obtenons AA' = VD/c. L'astre qui est en A est vu par l'observateur en A'. L'angle AOA' est l'aberration et est égale en radian à VD/Vc qui aprés simplification donne V/c, valeur totalement indépendante de la distance de l'astre. En règle générale, on considère plutôt l'astre fixe et l'observateur en mouvement. Si le déplacement n'est pas perpendiculaire à l'axe de visée et fait avec celui-ci un angle delta, l'aberration à pour valeur V*(sin delta)/c. L'aberration est habituellement exprimée en secondes d'arc plutôt qu'en radians.