Белопольскому пришла блестящая мысль — воспользоваться отражением света от движущихся зеркал. Он сконструировал прибор, где зеркала, подобно лопастям, укреплялись на колесах, вращающихся в противоположные стороны. Быстро крутящиеся зеркала перемещали с колоссальной скоростью изображение неподвижного источника света, и Белопольский как бы получил искусственную «летящую звезду».
Изменяя направление движения зеркал, он добивался изменения в положении «звезды»: она или приближалась к наблюдателю, или удалялась от него.
Сняв спектр при вращении зеркал в одну сторону — приближающийся источник света, — Аристарх Аполлонович, затем менял направленно и получал световой спектр удаляющегося источника.
Смещение спектральных линий происходило сначала в одну, потом в другую сторону. И измеряемая величина — частота света — соответственно увеличивалась и уменьшалась. Спектральные смещения вполне совпали с вычисленными. Таким образом был подтвержден на Практике, в лаборатории, принцип Доплера — Физо. Вот почему его иногда называют принципом Доплера — Физо — Белопольского.
Новый метод исследований, введенный Белопольским, позволил нам узнать, движутся небесные светила к нам или от нас и с какой скоростью.
Аристарх Аполлонович показывал мне прибор, на котором сделал это замечательное открытие. Он был небольших размеров. колеса имели диаметр около 15 сантиметров.
Изучение законов вращения Сатурна дало ученому материал для другого выдающегося открытия. Наблюдения подтвердили, что кольца Сатурна вращаются не как одно целое тело, а каждое со своей скоростью. Их движение происходит по тому же закону, но которому вращаются планеты вокруг Солнца и спутники вокруг планет.
Теоретическое заключение, сделанное нашей знаменитой соотечественницей С. В. Ковалевской, о том, что каждое кольцо Сатурна достоит из массы мелких тел, получило в работах Белопольского практическое подтверждение.
Замечательный астроном открыл спектральную двойственность некоторых звезд: беты Лиры, альфы прим Близнецов, дельты Цефея и некоторых других.
Аристарх Аполлонович объездил почти все крупнейшие обсерватории за рубежом.
Участвовал Белопольский и в экспедициях.
Будучи сотрудником Московской обсерватории, был послан с экспедицией в Юрьевец в 1887 году, где фотографировал полное солнечное затмение. Еще раз он наблюдал солнечное затмение в августе 189 года, когда организовал экспедицию на Амур, в село Орловское. Незадолго до смерти, а восьмидесятилетнем возрасте, участвовал в экспедиции на Северный Кавказ для выбора места строительства новой астрофизической обсерватории.
