In der Astronomie ist die Aberration des Lichts eine Verschiebung der scheinbaren Position eines Objekts, die durch die relative Bewegung des Objekts und des Beobachters verursacht wird. Aberration des Lichts ist nur bei sehr großen Skalen signifikant und beeinflusst die wahrgenommenen Positionen von Sternen und Planeten für Beobachter auf der Erde. Die scheinbare Verschiebung der Sterne ergibt sich aus der Bewegung der Erde um die Sonne und aus ihrer Rotation.
Die Aberration des Lichts wurde im 17. Jahrhundert entdeckt, als versucht wurde, die Entfernungen von der Erde zu verschiedenen Sternen mit Parallaxe zu messen – ein Konzept, das beschreibt, wie sich die Position eines Objekts zu verschieben scheint, wenn es von verschiedenen Orten aus beobachtet wird. Die Idee war, dass sich die scheinbare Position eines Sterns im Laufe des Jahres ändern sollte, wenn die Erde die Sonne umkreist. Wenn die genaue Position des Sterns am Himmel an einem bestimmten Datum überprüft wurde und sechs Monate später erneut überprüft wurde, als die Erde sich gegenüber ihrer Position zum Zeitpunkt der ersten Messung befand, ergab dies zwei Messungen, die durch den Durchmesser der Erdbahn getrennt waren — eine Entfernung von ungefähr 186,000,000 Meilen (300,000,000 km). Dies wurde als ausreichend angesehen, um einen Parallaxenwert zu erhalten und damit die Entfernung des Sterns mithilfe der Trigonometrie zu berechnen.
Es wurden eine Reihe von Messungen durchgeführt, aber die Ergebnisse waren rätselhaft. Die größte scheinbare Verschiebung des beobachteten Sterns sollte zwischen Beobachtungen im Abstand von sechs Monaten gefunden worden sein, wenn die Beobachtungsorte am weitesten voneinander entfernt waren. Die tatsächlichen Verschiebungen folgten jedoch einem völlig anderen Muster und waren eindeutig nicht auf Parallaxe zurückzuführen. Der Polarstern Polaris zum Beispiel folgte einer ungefähr kreisförmigen Bahn mit einem Durchmesser von etwa 40 Bogensekunden (40 Zoll), wobei eine Bogensekunde 1/3,600 Grad betrug. Parallaxenverschiebungen treten zwar auf, sind aber selbst für die nächsten Sterne sehr klein und wären mit den damals verfügbaren Instrumenten nicht messbar gewesen.
Das Rätsel wurde 1729 von James Bradley, dem britischen Astronomen Royal, gelöst. Er entdeckte, dass die beobachteten Verschiebungen der Position eines Sterns auf die Geschwindigkeit der Erde und nicht auf ihre Position relativ zum Stern zurückzuführen waren. Das Licht des Sterns braucht Zeit, um die Erde zu erreichen, und da sich die Erde bewegt, scheint das Sternenlicht von einem Punkt zu kommen, der in Bewegungsrichtung geringfügig von der wahren Position des Sterns verschoben ist. Die größten Verschiebungen werden beobachtet, wenn die Bewegung der Erde senkrecht zur Richtung des Sternenlichts verläuft. Das gleiche Phänomen kann bei senkrecht fallendem Regen beobachtet werden; Für einen sich bewegenden Beobachter – zum Beispiel in einem Zug oder Bus – scheint der Regen von einem in Bewegungsrichtung vor dem Beobachter liegenden Ausgangspunkt schräg zu fallen.
Bradleys Berechnung unter Verwendung der Lichtgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit der Erdbewegung um die Sonne ergab eine maximale Verschiebung von etwa 20 Zoll zu beiden Seiten der wahren Position für Polaris. Dies ergab eine Gesamtabweichung von etwa 40 Zoll über das Jahr hinweg, in Übereinstimmung mit den Beobachtungen. Bei der Berechnung der Aberration des Lichts müssen moderne Astronomen die Auswirkungen der Relativitätstheorie berücksichtigen, aber in den meisten Fällen reicht die klassische Berechnung aus.
Die jahreszeitlichen Verschiebungen der Sternpositionen werden als jährliche Aberration oder stellare Aberration bezeichnet, und die wahre Position des Sterns wird als seine geometrische Position bezeichnet. Kleinere Verschiebungen resultieren aus der Rotation der Erde; dies wird als Tagesaberration bezeichnet. Säkulare Aberration ist der Begriff, der verwendet wird, um die astronomische Aberration zu beschreiben, die durch die Bewegung des Sonnensystems innerhalb der Galaxie verursacht wird; Obwohl es sich auf die scheinbaren Positionen sehr weit entfernter Sterne und anderer Galaxien auswirkt, ist es sehr klein und wird normalerweise nicht berücksichtigt. Bei der Berechnung der stellaren Aberration muss nur die Bewegung der Erde berücksichtigt werden; Die planetarische Aberration – die die scheinbaren Positionen der Planeten beeinflusst – resultiert jedoch aus der Bewegung der Erde und der Planeten, sodass beide berücksichtigt werden müssen, um den richtigen Wert zu berechnen.