Alle Himmelskörper erscheinen von der Erde aus an die (unendlich groß
gedachte) Himmelskugel projiziert. Verändert sich der Beobachtungsort,
z.B. infolge der Bewegung der Erde, so ist auch der projizierte Ort an der
Himmelskugel verschoben. Diese Verschiebung wird Parallaxe oder parallaktische
Verschiebung genannt (Abb. 8.1).
Der Londoner Bürger Samuel Molyneux und der englische Astronom James Bradley unternahmen im Jahr 1725 den Versuch, die Bewegung der Erde um die Sonne durch die Messung der parallaktischen Verschiebung eines Sternes nachzuweisen und damit die kopernikanische Theorie zu untermauern.
Sie entschieden sich, die Bahn von
-Draconis, einem Stern aus
dem Sternbild des Drachen, zu beobachten, der sich in der Breite
von London stets über dem Horizont befindet. Die Genauigkeit der
Beobachtungen hingen in starkem Maß von der Stabilität der Ausrichtung
des Teleskopes ab, das an einem Schornstein montiert war, und der
Genauigkeit mit der diese Ausrichtung des Fernrohres bestimmt werden konnte.
Zur Bestimmung des Winkels, den das Fernrohrs anzeigte, wurde ein Lot
benutzt, das in einer schützenden Hülle untergebracht war, damit
sich die Leine des Lotes frei und ohne Störung einstellen konnte.
Die gewonnenen Messergebnisse widersprachen zum Erstaunen der Beobachter den erwarteten Werten. Die parallaktische Verschiebung sollte im März und im September den größten Wert annehmen. Man fand jedoch die größten Werte im Dezember und Juni. Ebenso war eine Verschiebung in nördlicher Richtung vorgesagt worden. Es wurde aber eine südliche Verschiebung gemessen.
Bradley und Molyneux schlossen daraus, dass sie einen anderen Effekt gemessen hatten (Heute weiß man, dass man mit den damaligen Mitteln die Parallaxe sowieso nicht hätte messen können.). Um dieses unerwartete Ergebnis näher zu untersuchen, beschlossen sie mehrere Sterne zu beobachten und die Genauigkeit ihres Teleskops und ihrer Messvorrichtungen zu verbessern.
Mit den neuen Instrumenten konnten schnell Daten gesammelt werden,
die die alten Beobachtungen bestätigten. Zu der Interpretation der
Beobachtungen wird die Geschichte erzählt, dass Bradley bei einer
Segelbootfahrt auf der Themse den richtigen Schlüssel fand. Er
beobachtet, dass die Ausrichtung einer Fahne an einem Mast nicht nur
von der Richtung und Geschwindigkeit des Windes, sondern auch von der
Geschwindigkeit des Bootes abhing. Er schloss daraus, dass ein Beobachter,
der sich bewegt, infolge der (zwar großen aber doch) endlichen
Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes, eine Lichtquelle
scheinbar an einem anderen Ort
sieht als ein ruhender
Beobachter, der die Lichtquelle an dem Punkt
registriert.
(Abb. 8.2). Ist die Geschwindigkeit des Beobachters
und die Lichtgeschwindigkeit
, so ist der Winkel
, um
den die Quelle verschoben erscheint
Der Wert der Aberrationskonstanten
beträgt ca.
Er ergibt sich aus der mittleren Bahngeschwindigkeit der Erde (ca. 29.8 km/s)
und der Lichtgeschwindigkeit (c=
m/s)
- die Unterstützung des kopernikanischen Weltbildes
- die Verbesserung des Standards der Messgenauigkeit in der Astronomie
- den Beginn der Diskussion über die Ausbreitung von Licht.
Der Ablauf dieser historischen Messungen ist in der folgenden
Zusammenfassung dargestellt: