La aberración estelar de la estrella y-Draconis con ether
Cuando estás interesado en la física debes leer “Unbelievable“!
Los aspectos físicos del éter, cuando sea necesario, se tratarán más adelante en este documento. Las características que el éter arrastrado debe poseer, para explicar la aberración estelar, son exactamente las del vacío conocido: la luz se desplaza en el vacío en todas direcciones con la misma velocidad c y el impulso de los fotones no puede ser alterado en el vacío.
La velocidad, la dirección y la masa determinan el impulso de un objeto.
I=MV
La masa M, V y la dirección determinan el impulso I. En comparación: una bola de billar sólo cambiará de dirección y/o velocidad cuando impacte contra la banda u otras bolas. Los fotones tienen un impulso If en la dirección de movimiento igual a la energía del fotón dividido por la velocidad de la luz c.
If=hv/c
Donde If es el impulso del fotón con frecuencia v, h es la constante de Planck y c es la velocidad de la luz.
Supongamos un fotón que proviene de la estrella y-Draconis hacia la Tierra. Con éter arrastrado, se puede esperar una transición gradual. Cuando la distancia a la estrella y-Draconis aumenta, la influencia de la estrella sobre el éter disminuirá mientras que la influencia de la Tierra aumentará. La influencia de la Tierra sobre el éter es mayor cuando el éter está más cercano a la Tierra. La luz proveniente de y-Draconis estará, por tanto, en transición del éter bajo la influencia de y-Draconis al éter bajo la influencia de la Tierra. Se puede esperar una transición gradual del éter bajo la influencia de y-Draconis al éter bajo la influencia de la Tierra.
Las características físicas del éter alrededor de la estrella y-Draconis son las mismas que las del éter alrededor de la Tierra. La diferencia se limita a un movimiento relativo de ambos éteres hacia o desde el otro; comparable con flujos de aire moderados en la atmósfera o corrientes oceánicas que se fusionan gradualmente. Para la aberración estelar observada no es importante a qué distancia ocurre la transición. El efecto será el mismo independientemente de que la transición sea repentina o no.
Figura 2 muestra la situación en la que un fotón entra repentinamente al éter bajo la influencia de la Tierra, proveniente del éter bajo la influencia de la estrella cuando el movimiento de la Tierra hacia la estrella es máximo. La dirección del fotón de y-Draconis tiene una elevación de 75 grados con la elipse de la órbita terrestre. Este ángulo es prácticamente constante porque la distancia a la estrella y-Draconis es infinitamente mayor que la distancia de la Tierra al sol (sin paralaje). El cambio del ángulo real causado por la órbita de la Tierra alrededor del Sol, el paralaje, es infinitamente menor que la aberración estelar. El paralaje, el cambio real del ángulo, es infinitesimal e independiente de la aberración estelar causada por el movimiento de la Tierra alrededor del Sol.
El impulso del fotón, dirección y magnitud, se determina en éter I (figure 2). El paso de éter I a éter II lleva el fotón a un éter con exactamente las mismas características. La única diferencia es que el éter II se mueve, en comparación con el éter I, a una velocidad de 30 km/segundo, la velocidad de la Tierra alrededor del Sol.
El fotón debe ajustarse en éter II a la nueva situación. Si el fotón siguiera la misma línea, no habría aberración estelar y la dirección y el impulso del fotón se verían alterados, lo que es imposible con las características del vacío.
Figura 2. La aberración estelar de un fotón en transición de éter I a éter II.
El fotón debe experimentar un cambio de ángulo al entrar en éter II, para mantener la misma dirección/impulso comparada con la dirección del fotón en éter I. Si no hay aberración β , entonces el fotón se moverá en la misma línea en éter II. Y como el éter II se desplaza respecto al éter I a 30 km/s, el fotón sería arrastrado a la derecha de su trayectoria original 30 km cada segundo. La dirección y el impulso del fotón se verían entonces cambiados.
Esto es imposible porque el vacío, el éter, no posee características para lograr un cambio de impulso. Para comprender esta percepción, se debe entender que un observador en éter II está definido en reposo con el éter II arrastrado y, por tanto, también se mueve a 30 km/s en comparación con el éter I.
El impulso de un fotón en una dirección determinada puede determinarse descomponiendo el impulso y la velocidad. La velocidad o impulso del fotón se analiza en dos direcciones: vertical y paralela al movimiento de la Tierra hacia o desde la estrella. El impulso del fotón vertical al movimiento de éter II (dirección Y) permanece sin cambios. No hay diferencia en la velocidad de los dos éteres en esa dirección. Para la determinación del impulso y la velocidad del fotón en éter II en la dirección del movimiento de la Tierra hacia la estrella y-Draconis, se debe añadir la velocidad de la Tierra alrededor del Sol (dirección X en figure 2).
La velocidad del éter II, comparada con el éter I en la dirección X, es responsable del cambio aparente de dirección: la aberración estelar. Al añadir la velocidad en la dirección X en el momento en que el fotón entra en el éter bajo la influencia de la Tierra, el impulso del fotón hacia el observador en la Tierra se mantiene igual tanto si el fotón viaja en éter I como en éter II. Al añadir la velocidad de la Tierra hacia la estrella en la dirección X cuando el fotón entra en éter II, mantenemos el mismo impulso para el observador, ya sea que el fotón esté en éter I o en éter II.
Al añadir 30 km/s en la dirección X, sin embargo cambiamos la velocidad del fotón. La velocidad total del fotón, la suma vectorial de la velocidad del fotón en ambas direcciones, cambia cuando añadimos 30 km/s en la dirección X. La experiencia nos dice que la velocidad medida de la luz en el vacío (ether) nunca supera c.
La transición del fotón al entrar en ether II desde ether I, como se describe arriba, por lo tanto no puede ser completa. La velocidad del fotón ahora supera la velocidad de la luz. La velocidad de la luz tiene que ajustarse porque la velocidad observada en el vacío es siempre c.
La corrección se logra reduciendo la velocidad del fotón, después de añadir 30 km/s en la dirección X, a c. En figure 2 esto se consigue reduciendo la suma vectorial de la velocidad en las direcciones X e Y hasta el círculo con radio c. Cuando hacemos esto cambiamos el impulso del fotón en ambas direcciones (X y Y). Al observar la fórmula del impulso I de un fotón solo tenemos una variable que podemos modificar el impulso, y esa es la frecuencia v; h y c son constantes naturales y por tanto están definidas. El impulso de un fotón I es:
I=hv/c
Cuando reducimos la velocidad del fotón, tras añadir 30 km/s en la dirección X, a c y al mismo tiempo aumentamos la frecuencia v con el mismo factor, el impulso y la dirección del fotón para el observador en ether II serán los mismos tanto si el fotón viaja en ether I como en ether II. El aumento o disminución de la frecuencia del fotón cuando la Tierra se mueve hacia y desde y-Draconis se llama efecto Doppler. En figure 2 hemos dibujado la situación en la que la Tierra se desplaza a 30 km/s hacia la proyección ortogonal de y-Draconis en el plano orbital. Imagine que la velocidad hacia la proyección de y-Draconis disminuye de 30 km/s a 0 y, después, la velocidad disminuye aún más hasta -30 km/s en la dirección opuesta. La aberración ß también disminuirá a 0 y seguirá hasta -ß cuando la velocidad se invierta completamente.
Figura 3. La aberración estelar teórica de la inclinación de y-Draconis.
La alteración del ángulo de elevación θ, la aberración de la estrella y-Draconis medida por Bradley, con éter arrastrado, es teóricamente según figura 3 durante el año. La aberración estelar calculada teóricamente coincide con la aberración medida por Bradley perfectamente. El gráfico de figura 3 muestra los cambios teóricos (ß) de la elevación de la estrella a lo largo del año. Bradley solo midió la elevación de la estrella y-Draconis durante el año. La parte de azimut de la aberración no fue registrada inicialmente por Bradley.
Las fórmulas derivadas para la aberración estelar son de uso general. La aberración estelar de una estrella depende de la elevación (θ) de la estrella con la órbita de la Tierra. En figure 4 se indica que la aberración máxima de la elevación (θ) de cualquier estrella se da como función de la inclinación. A 90 grados la estrella está posicionada verticalmente respecto a la órbita de la Tierra alrededor del Sol.
Figura 4. La aberración estelar máxima de la inclinación de una estrella en función de la inclinación.
Cuando incluimos la aberración estelar en el plano orbital (la parte de azimut) podemos calcular la aberración estelar exacta de cualquier estrella en cualquier momento del año.
Siguiente capítulo: El aparente cambio de ángulo en un éter sin fuerzas
