Aberração da luz

Descrição da imagem: Se um observador viaja a uma velocidade muito alta, próxima à velocidade da luz, ele terá a ilusão de ver à sua frente todos os objetos do Universo, tanto os situados à frente quanto os situados atrás. Todos os objetos tenderão a se agrupar na direção para a qual o observador se dirige. Este é o fenômeno da aberração da luz. Além disso, pelo efeito Doppler, os comprimentos de onda das fontes luminosas se comprimirão e a paisagem se tingirá ligeiramente de azul. Finalmente, a quantidade de luz variará consideravelmente, tornando-se mais forte à frente e mais fraca atrás. Fonte da imagem: Astronoo.

A chuva que cai

Todos nós observamos a chuva caindo no nosso para-brisa quando nos deslocamos rapidamente de carro. Este estranho fenômeno óptico nos faz acreditar que a chuva cai em diagonal na nossa direção quando, na verdade, cai verticalmente. Quanto mais rápido nos movemos, mais a chuva cai "inclinada." Em outras palavras, a direção aparente das gotas de água depende da velocidade. Para aqueles que velejam, o mesmo fenômeno é observável, mas desta vez com o vento. Quanto mais rápido o veleiro vai, mais os marinheiros têm a impressão de subir contra o vento.

Em resumo, quando estamos parados, a chuva cai verticalmente e a fonte das gotas de água está acima das nossas cabeças. Quanto mais rápido nos movemos, mais a fonte das gotas de água nos aparece na direção do nosso deslocamento, ou seja, à nossa frente. Este fenômeno óptico que observamos com a chuva também ocorre com o vento; quanto mais rápido o nosso veleiro vai, mais a direção aparente do vento parece estar na direção do nosso deslocamento.

Este fenômeno óptico também diz respeito à luz. Foi James Bradley (1693-1762) quem, segundo se diz, teve a ideia de aplicar este fenômeno à luz após uma viagem de veleiro pelo Tâmisa em companhia de um marinheiro que lhe explicou o fenômeno. Em 1725, ao estudar as variações na posição aparente da estrela γ Draconis, Bradley compreendeu o fenômeno.

Este fenômeno relativista não intuitivo chama-se Aberração da Luz. A aberração é, portanto, a mudança na direção aparente de um sinal quando nos movemos. Quanto mais rápido vamos, mais a paisagem parece se agrupar à frente na direção do deslocamento. Inversamente, a parte de trás da paisagem se alarga.

Se um observador viaja à velocidade da luz, ele terá a surpreendente ilusão de ver à sua frente todos os objetos situados à frente, mas também todos os objetos situados atrás.

O efeito Doppler

Outro efeito ocorre quando nos movemos rapidamente, que é o efeito Doppler. Este efeito é bem conhecido porque todos nós ouvimos o som de uma ambulância que se aproxima e depois se afasta. Quando a ambulância se aproxima de nós, o som da sirene é mais agudo; quando se afasta, o som da sirene é mais grave.

Este fenômeno também diz respeito às ondas luminosas. Enquanto para o som é a tonalidade que varia, para a luz é a cor. Quando nos aproximamos de uma fonte luminosa, o comprimento de onda se comprime e a fonte luminosa se tingirá ligeiramente de azul. Quando nos afastamos, o comprimento de onda da fonte luminosa se estica em direção ao vermelho e se tingirá ligeiramente de vermelho.

Quantidade de luz

Outro efeito se acrescenta aos anteriores quando nos movemos rapidamente. Com a velocidade de deslocamento, o fluxo de luz aumentará da mesma maneira que o fluxo de um rio quando nos movemos rapidamente sobre a água.

O fluxo aparente do rio parece mais importante do que quando estamos parados. Quando nos movemos a uma velocidade próxima à velocidade da luz, a quantidade de luz varia consideravelmente, tornando-se mais forte à frente e mais fraca atrás. A ponto de ver uma luz completamente saturada à frente e uma escuridão completa atrás.

N.B.: Entre o comprimento de onda (λ) e a frequência (ν) existe a seguinte relação: ν = c / λ onde ν = frequência de onda em hertz, c = velocidade da luz no vácuo em m/s e λ = comprimento de onda em metros.