מבנה היקום

מבנה היקום הוא אחד הנושאים בתולדות המדע שבהם תפישת העולם של האדם עברה שינויי פרדיגמה רבים במיוחד, והוא מהווה אחד מהנושאים המרכזיים באסטרונומיה ובקוסמולוגיה.

היקום הגאוצנטרי

ערך מורחב – המודל הגאוצנטרי

אחת התאוריות הראשונות על מבנה היקום הייתה של דמוקריטוס, שטען כי היקום מכיל עולמות מרובים, אולם טענתו נשכחה ונדחתה בפני המודלים של אריסטו ואפלטון.

על בסיס התאוריה של פרמנידס חשב אריסטו, שהיה תלמידו של אפלטון, כי היקום בנוי מספירות מושלמות עליהן יושבים הכוכבים כאשר כדור הארץ נמצא במרכז. סביבו נמצאים היסודות הנאצלים, אדי האדמה, המים, האוויר והאש; אחריהם באים כוכבי הלכת במסלולם. מעל לכל, תחום ההרמוניה היוצרת את התנועה הסיבובית של מערכת השמים. תצפיות על שינוי בבהירות הכוכבים ומה שנראה כתנועת הכוכבים לאחור (אסטרולוגים רואים בנסיגת ונוס דוגמה למקרה כזה) לא תאמו לתאוריה. בשל כך הורחבה התאוריה לכזו שבה הכוכבים נמצאים על ספירות השוכנות על הספירות המרכזיות. בתאוריה של אריסטו היה שימוש ב-55 ספירות.

פטולמאוס קלאודיוס (הידוע גם בשם תלמי), היה יוצרה של השיטה הגאוצנטרית, המעמידה את הארץ במרכז היקום. תלמי חי במאה ה-2 במצרים ונחשב לאחד מגדולי המתמטיקאים, הגאוגרפים והאסטרונומים בעת העתיקה. במצפה הכוכבים שלו באלכסנדריה כתב תלמי ספר שבו קבע כי הארץ נמצאת במרכז היקום, והיא מוקפת בידי גרמי השמים, לפי הסדר הבא: הירח, השמש וכוכבי הלכת שהיו ידועים באותה תקופה - כוכב חמה, נוגה, מאדים, צדק ושבתאי. הדגם הגאוצנטרי של היקום היה מקובל על המדענים במשך כ-1500 שנה, עד לתקופתו של קופרניקוס, אז הוחלף במודל ההליוצנטרי.

עוד לפני אריסטו, הפיתוגראים טענו כי השמש נמצאת במרכז היקום. הם הסיקו זאת מסיבות הקשורות לתיאורית ארבעת היסודות. האש נחשבה ליסוד בסיסי יותר מהאדמה ולכן נציגתה, השמש הייתה צריכה לקבל מקום מרכזי יותר.

המודל ההליוצנטרי

ערך מורחב – המודל ההליוצנטרי

קופרניקוס שחי באמצע האלף השני, העמיד את השמש במרכז המערכת, כשסביבה אמורים לנוע כדור הארץ ועמו כל כוכבי הלכת השייכים למערכת שעתידה להקרא ברבות הימים "מערכת השמש", הכוללת גם, מלבד כוכבי הלכת, גרמי שמים קטנים יותר כגון אסטרואידים, שביטים ועוד, כשלכולם השמש מהווה מרכז.

קופרניקוס פרסם את תורתו לקראת סוף ימיו, בספר שנקרא "על הסיבובים" (שנכתב במקור בלטינית) כשהשהיית פרסום הספר נועדה למנוע ממנו עימות עם הכנסייה הנוצרית. הזזת כדור הארץ ממרכזיותו, הייתה למעשה קריאת תיגר על הכנסייה שמרכזיות כדור-הארץ תאמה את תפיסתה. מכיוון שבמאה ה-13 הכנסייה עברה מהפכה ועברה מהתבססות על אפלטון לאמונה בכתבי אריסטו, היא חששה שערעור הקונספציה הגיאוצנטרית יערער גם את מעמדה המרכזי בקרב ציבור מאמיניה ובציבור הרחב.

בעת פרסומו של קופרניקוס היה המודל נחות עדיין מול המודל הגיאוצנטרי, שהניב תחזיות מדויקות יותר למיקומם של כוכבי הלכת, השמש והירח בשמים. קפלר שיכלל את המודל של קופרניקוס בהחליפו את המסלולים המעגליים במסלולים אליפטיים ובנסחו את חוקי קפלר. המודל של קפלר הניב תחזיות מדויקות לאין שיעור מאלו של המודל הגיאוצנטרי. תוצאות מדויקות אלו הובילו לאימוץ נרחב של המודל ההליוצנטרי.

תורתו ההליוצנטרית של קופרניקוס למעשה מסמלת את תחילתה של תקופה חדשה במישור המדעי ומעבר לו. העברת המרכזיות מהאדמה אל השמש גרמה ל"רעידת אדמה" בחשיבה של ימיו, ובסיס למדענים שבאו אחריו.

ג'ורדנו ברונו, שהיה פחות זהיר מקופרניקוס, הרחיב את תורתו וטען כי היקום הוא אין סופי ונטול מרכז וכמו כן מכיל מערכות שמש רבות. חוסר זהירות זה, בפיתוח תאוריות שאינן מקובלות על הכנסייה, הוביל להעלתו על המוקד.

אסטרונומיה מכנית - הפיזיקה של המאה ה-17

מי שנתן את הבסיס המתמטי למודל של קופרניקוס היה המדען יוהנס קפלר, שחי במאות השש-עשרה והשבע-עשרה. שלושת חוקיו בדבר תנועת כוכבי הלכת במסלולם במערכת השמש קידמו את האסטרונומיה בפרט ואת המדע בכלל בצורה ניכרת. קביעת קפלר כי תנועת כוכבי הלכת סביב השמש אינה במעגל מדויק כי אם במסלולים אליפטיים, שברה מוסכמות ואמונות.

מדענים בונים על קודמיהם ומכינים את ההמשך לבאים אחריהם. כך היה עם גלילאו גליליי שהמשיך למעשה את גיבוש תפיסת העולם של קודמיו, כשגולת הכותרת של עבודתו המדעית הייתה בניסוי ובצפייה. הוא השתמש בטלסקופ שבנה ולמעשה בתצפיותיו הוכיח קבל עם ועדה כי "אמיתות מקודשות" המבוססות על הגיגים פילוסופים ואמונות דתיות, ואפילו חישובים מתמטיים אינם שווים תמונה אחת. בתצפיותיו בשמש ראה לראשונה את הכתמים עליה ובזאת כאילו הוכיח שגם היא אינה מושלמת.

הגדיל עשות רנה דקארט, פילוסוף נודע לתהילה שבין פועליו הרבים גם שיער שמערכת השמש למעשה אינה ייחודית וכי קיימות עוד שמשות עם מערכות משלהן (רעיון אותו פיתח לפניו ג'ורדנו ברונו).

אייזק ניוטון, שרואים בו את ממשיכו של גליליאו, יצר למעשה את מדע המכניקה הקלאסית. שלושת חוקיו בדבר יחסי הגומלין בין כוח, זמן ותנועה, יצרו תמונה חדשה של המציאות הפיזיקלית. גילויו את הכבידה ככוח אוניברסלי, הרחיב את אופקיו של המדע והאדם בצורה משמעותית ביותר בין היתר, בפיתוח הרעיון שהכוח המושך את התפוח לאדמה הוא אותו כוח הקיים בין גרמי השמים ומושכם זה אל זה.

עמנואל קאנט היה בעיקר פילוסוף, אך האינטואיציה שלו אמרה שקיימים אינספור עולמות הכוללים שמשות וציבורי שמשות, וחלק מהם משמשים חממה לאינטליגנציות זרות, שהן אולי יותר מפותחות מבני האדם.

מי שלמעשה קבע סופית באמצעות תצפית טלסקופית כי קיימים איי עולמות רבים מספור מלבד שביל החלב, שהינו ציבור עצום של שמשות, שהשמש לה אנו שייכים נמנית עליו היה האסטרונום אדווין האבל, שעל שמו נקרא טלסקופ החלל הידוע. הוא אף הניח את היסוד למודל של התפשטות כללית של היקום במדידת ההסחה לאדום של גלקסיות רחוקות. תופעה זו היא ביטוי אופטי לתהליך התרחקות הגלקסיות זו מזו שמוסבר במודל "המפץ הגדול". לפי מודל זה היקום התחיל בנקודה אחת של אנרגיה אינסופית, אשר אינה תלויה בחוקי המדע, מה שמכונה "ייחודיות". מנקודה זו התפרץ היקום ומאז הוא מתרחב. האבל, שחי במחצית הראשונה של המאה ה-20, מסמל יותר מכל אחד (ולא בכדי טלסקופ החלל נקרא על-שמו) את המהפכה שחלה בחשיבה המדעית תוך מחצית אלף אחת, אותה החל קופרניקוס.

כך על פני אלפי שנים של חשיבה אנושית כדור הארץ, שהיה חזות הכול וקבוע על מקומו, הפך להיות גרגר בין צבא השמים, וממקום מרכזי הפך להיות פינה נידחת אי-שם במרחבי השמים.

קישורים חיצוניים

• מקופרניקוס ועד יוחנן פאולוס ה-2 - מסע בחלל בעקבות התגליות האסטרונומיות, באתר סנונית.
• ד"ר רבקה ברנד וד"ר ליאת בן-דוד (טיבר), מהתפיסה הגאוצנטרית לתפיסה ההליוצנטרית : הדרך ומשמעותה, באתר הספרייה הווירטואלית של מט"ח

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

22361494מבנה היקום