Aberração relativística

Em física, a aberração relativística é a versão relativística da aberração da luz, incluindo correções relativísticas que se tornam significativas para observadores que se movem com velocidades próximas à velocidade da luz, conforme descrito pela relatividade especial.

Suponha que, no referencial do observador, a fonte esteja se movendo com velocidade $v$ em um ângulo θ_s em relação ao vetor do observador até a fonte no momento em que a luz é emitida. Então a seguinte fórmula, que foi derivada por Albert Einstein em 1905 usando transformações de Lorentz, descreve a aberração da fonte de luz, θ_o, medida pelo observador:^[1] $\cos \theta _{o}={\frac {\cos \theta _{s}-{\dfrac {v}{c}}}{1-{\dfrac {v}{c}}\cos \theta _{s}}}$ Esta expressão também pode ser escrita na forma $\tan {\frac {\theta _{o}}{2}}={\sqrt {\frac {1+v/c}{1-v/c}}}\tan {\frac {\theta _{s}}{2}}$ Nesta circunstância, os raios de luz da fonte que alcançam o observador são inclinados em direção ao movimento da fonte (em relação ao observador). É como se a luz emitida por um objeto em movimento estivesse concentrada conicamente, em direção ao seu movimento; um efeito chamado feixe relativístico. Além disso, a luz recebida por um objeto em movimento (por exemplo, a vista de uma nave espacial muito rápida) também aparece concentrada em direção ao seu movimento.

Efeito holofote

Uma consequência é que um observador frontal normalmente deve interceptar uma proporção maior da luz do objeto do que um observador traseiro; esta concentração de luz na direção frontal do objeto é referida como o efeito "holofote" ou "farol". A luz de uma fonte relativística torna-se mais direcionada para frente e sofre deslocamento Doppler com o aumento da velocidade ( $\beta =v/\mathrm {c}$ ).

Quatro imagens correspondentes a uma fonte de luz movendo-se com beta relativístico = 0, 0,9, 0,99 e 0,999. A luz torna-se mais direcionada para frente e deslocada para o azul na direção frontal à medida que a velocidade aumenta.

Ver também

Referências

↑ Albert Einstein (1905) "Zur Elektrodynamik bewegter Körper", Annalen der Physik 17: 891; English translation por George Barker Jeffery e Wilfrid Perrett (1923), em "The Principle Of Relativity", Dover, página 56.

Ligações externas

Explicação detalhada da aberração relativística (em inglês)
"Did Einstein Misunderstand Aberration?" em MathPages.com (em inglês)

[Einstein-1] Albert Einstein (1905) "Zur Elektrodynamik bewegter Körper", Annalen der Physik 17: 891; English translation por George Barker Jeffery e Wilfrid Perrett (1923), em "The Principle Of Relativity", Dover, página 56.

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