מודל הליוצנטרי של עובדות מערכת השמש

אם אתה מסתכל בשמיים ושוכח את כל מה שלמדת, באופן פסיבי ואקטיבי, על היקום שמעבר לכוכב הלכת שלנו, יהיה קל להניח מספר הנחות שגויות בטעות. תאר לעצמך מה שרואה ילד צעיר, נאיבי לאסטרונומיה עם שחר: השמש מופיעה באופק אחד, מטפסת אל פסגה כשהיא חוצה את השמים, ועוזבת כשהיא פוגשת את האופק האחר. בשמי הלילה, הירח והכוכבים עושים את אותו הדבר החיוני. לפי כל ההופעות, העולם סביבנו יושב בשקט, וכל מה שבשמיים סובב סביבו.

זה, למעשה, מה שהאמינו רוב ההוגים הרציניים של אלפי השנים שחלפו. ההסכמה הייתה שכדור הארץ עשוי להיות שטוח במרכז היקום כולו, ושכל השאר בשמים, מהשמש והירח ועד הכוכבים וכוכבי הלכת, סובבים סביב כדור הארץ. מה שנראה כמו מושג מוזר וצחוק כיום לא היה פופולרי רק בימי קדם, אלא ניתן להגן עליו.

בחקר המודל ההליוצנטרי של מערכת השמש, סקירה כללית על התוכן הבסיסי של מערכת השמש היא נקודת התחלה טובה. פירוש המילה "שמש" הנוגע לשמש "(המילה הלטינית שעבורה היא" סול "), וה- שמש, שהוא רק כוכב שבמקרה קרוב יחסית לכדור הארץ, הוא רחוק מהאובייקט המסיבי ביותר במערכת, כמו גם הגוף היחיד מסוגו. בגלל כוח הכבידה המופעל על ידי המסה העצומה של השמש, כל השאר במערכת השמש סובב סביבו, ישירות או כחלק ממערכת אחרת.

ה כוכב לכת הוא הסוג השני של גוף מערכת השמש. ישנם שמונה כאלה, שגודלם נע בין מרקורי, הקטן ביותר, לצדק, הגדול ביותר. פלוטו נחשב בעבר לכוכב לכת והיה כוכב הלכת הרחוק ביותר מהשמש, אך "הורד" מוקדם במאה ה -21 לכוכב לכת ננסי, וככזה הוא כיום אובייקט קטן ממערכת השמש (עוד על כך בקרוב).

ירחים, או לוויינים טבעיים, הם הסוג השלישי של הגוף במערכת השמש. גופים אלה מקיפים כוכבי לכת, אך מכיוון שכוכבי לכת מקיפים את השמש, השמש נותרה במרכז האמיתי של נתיב כל ירח. לכדור הארץ יש לוויין טבעי כזה, שהוא בערך רבע מקוטרו של כדור הארץ; ברוב כוכבי הלכת הגדולים ה"גזיים "יש עשרות ירחים.

הסוג הרביעי של גוף מערכת השמש הם חפצים קטנים (אוֹ גופים קטנים). אלה כוללים שביטים, אסטרואידים, אזורים קפואים הנקראים ענן האורט וחגורת קויפר, והמיני-מערכת של פלוטו. ושני הלוויינים שלו (או הירחים, אם אתה מעדיף, אם כי זה מסובך מכיוון שפלוטו כבר לא נחשב לא כוכב לכת; מעמדו נותר שנוי במחלוקת עם ארגונים מסוימים הקוראים להחזירו מחדש ככוכב לכת מלא).

באופן טהור, גיאוצנטריות הוא הרעיון שכדור הארץ הוא המרכז של מערכת התייחסות כלשהי (בדרך כלל "הכל"), ואילו הליוצנטריות האם האמונה היא שהשמש היא מרכז מערכת התייחסות כלשהי (בשימוש מודרני, מערכת השמש).

כפי שהוצע בעבר, גיאוצנטריות היא הרעיון המיושן והמוכיח בעליל שכדור הארץ נמצא בשטח מרכז הבריאה עצמו, כאשר האובייקטים האחרים שנצפו בשמיים מקיפים את כדור הארץ על פני שונים מרחקים. רעיון זה מקורו אצל המדענים היוונים אריסטו ותלמי לפני למעלה מ -2,000 שנה, ואומץ על ידי נוצרים ראשונים והקתולים. הכנסייה, והחלה להעמיד בסימן שאלה רציני רק במאה ה -16, החל בעבודתו של האסטרונום הפולני ניקולאוס קופרניקוס. (1473-1543). קופרניקוס לא היה הראשון להבחין כי כוכבי הלכת הגלויים לעין בלתי מזוינת - מרקורי, ונוס, מאדים, צדק ושבתאי - היו שונים בהירות לאורך השנים. הוא גם לא היה הראשון שצפה שהציגו תנועה מדרגת, ביחס לכוכבי הרקע. מונחים אלה מתארים את האופן שבו כוכבי הלכת לפעמים הופכים בקצרה את כיוון המסע האיטי שלהם אל כוכבי הרקע לפני שהם חוזרים לתנועה בכיוון הרגיל. לתומכי הגיאוצנטריות היו הסברים מתוכננים היטב לתופעות אלה, אך קופרניקוס הבין שמודל הליוצנטרי מסביר אותן טוב יותר. למרבה הצער, הוא לא הרגיש בנוח לפרסם את רעיונותיו עד שהיה על ערש דווי, מחשש למעשי תגמול מהכנסייה ששלטו באותה תקופה על רוב אירופה.

אולי קל עכשיו להסתכל בתרשים של מערכת השמש כפי שהיא מובנת היטב ולראות היכן קופרניקוס - שאף הצליח למקם כל ששת כוכבי הלכת הידועים בתקופת טרום הטלסקופ בסדרם הנכון מהקרוב ביותר לשמש הרחוקה ביותר, כולל כדור הארץ - קיבלו את רעיונות. קשה יותר להעריך את הברק שהיווה השראה לרעיונות אלה, במיוחד בהתחשב שהוא מאתגר רעיון ארוך שנים עם השלכות אדירות, מדעיות וגם פּוֹלִיטִי.

קופרניקוס נחשב באופן נרחב לדמות הראשית בתיאוריה ההליוצנטרית, כאשר גלילאו גליליי, המכונה בדרך כלל פשוט גלילאו, קיבל לעתים קרובות תפקיד דומה. אך עוד לפני קופרניקוס, מספר דמויות היסטוריות החלו להניח את היסודות לעקירת כדור הארץ מהנקודה המרכזית הפילוסופית שלו ביקום.

מאז תקופות קדם-נוצריות, מתמטיקאים יוונים עיבדו הרבה ממשוואות הגיאומטריה השולטות בתנועה פלנטרית, ובכלל מקיפות גופים. באותה תקופה זה לא פירושו מעט מבחינת האסטרונומיה, אך קופרניקוס התבסס על הרבה מכך בגיבוש תיאוריה הליוצנטרית מוצקה. ובשנת 200 לפנה"ס, יווני בשם אריסטארכוס הניח כדור הארץ מסתובב, אך הרעיון שלו נדחה מכיוון שאחרים טענו שאם זה נכון, אנשים וחפצים פשוט יעופו מהשטח פנימה מֶרחָב. (מושג הכבידה היה דרך ארוכה וארוכה מלהיות "דבר" באותם הימים.)

במאות העשירית וה -11, אלחיתם (המוגדר לעתים קרובות גם כאל-הית'אם), מהיום עירק, הפיק כמה רעיונות בולטים. אחד מאלה היה כי "הזרוע" של גלקסיית שביל החלב הגלויה בשמי הלילה, אוסף המגה בצורת הספירלה של כוכבים שבהם ידוע כיום כי מערכת השמש שוכנת, היו למעשה רחוקים מכדור הארץ הרבה יותר ממה שהיה חשד ב זְמַן. השני היה שעומק האטמוספירה של כדור הארץ מפני השטח לגבול הלא רשמי של "החלל החיצון" היה 32 מייל, שהתברר כמדויק עד 5 אחוזים מדהימים. באופן כללי, אלחיתם היה אחד התומכים המוקדמים בשיטות המדעיות וכמעט פיתח ביד אחת את תחום האופטיקה, אך נשכח במידה רבה בספרי הלימוד והמדע המודרניים דיונים.

מלבד סתירה של המיקום היחסי של האובייקטים במערכת השמש ומחוצה לה, התיאוריה ההליוצנטרית הייתה מבוססת על תיגר על הנחות אחרות ארוכות שנים באסטרונומיה. אחת מהן הייתה שגופי שמים נעים במסלולים מעגליים. הם למעשה נוסעים במסלולים אליפטיים, או בצורת אליפסה; למרות שחלק מאלה במקרה קרוב מאוד למעגל במבט אחד, ההבדל שנוצר בחישובים הנוגעים לכוח המשיכה ומשתנים אחרים הוא עמוק. בנוסף, מדענים קדומים הניחו כי כל מה שבקוסמוס, לא משנה מהו מידתו הפיזית, עשוי מאותם "דברים" בסיסיים. אמנם נכון שהכל ב היקום מורכב מאלמנטים כימיים ידועים מהטבלה המחזורית של ימינו, כל מי שטען היום שלכוכבים וכוכבי לכת יש הרכב דומה, יעלה יותר מכמה גבות.

יתכן שאין הגדרה תאורית הליוצנטרית אחת, אלא חשוב עליה כעל גוף ידע שהתפתח במשך מאות רבות ורק נשא פרי מדעי כאשר משקל הראיות המעדיפות אותו היה גדול מדי אפילו עבור המתנגדים הנחרצים ביותר בעולם הדתי לְהַפְרִיך. כפי שתראו, הסכסוך הזה אכן היה דרמטי ומסוכן מאוד לתומכי עובדות הליוצנטריות רבות.

המודל ההליוצנטרי שונה מהתיאוריה ההליוצנטרית בכך שהוא מאפשר למדענים ליצור מסגרת ארגונית רשמית המשלב את השמש, כוכבי הלכת ושחקנים מינוריים אחרים במערכת השמש, ומציב אותם באופן צפוי עמדות. במילים אחרות, במקום רק להניח כי השמש נמצאת במרכז מערכת השמש, זה כרוך בהשערות שאפשר לבחון סביב הרעיון המרכזי הזה.

לאחר שקופרניקוס נעלם, מדענים אחרים לקחו את מעטפת ההליוצנטריות, או לפחות שינויים בגיאוצנטריות. האסטרונום ההולנדי טיכו ברהה (1546-1601), שנולד שלוש שנים לאחר מותו של קופרניקוס, ערך תצפיות על שמים שקדניים ומדויקים ככל שניתן היה לטלסקופים שעדיין לא היו במדע האנושי מַחסָן נֶשֶׁק. ברהה לא הודה כי כדור הארץ נמצא במרכז היקום, אך עמד על כך ששאר כוכבי הלכת סובבים סביב השמש ואילו השמש עצמה סובבת את כדור הארץ. (הערה צדדית של המינוח: "להסתובב" פירושו בדרך כלל "מסלול למרחק", ואילו "סיבוב" פירושו "להסתובב על ציר", כמו חלק עליון. רוב האובייקטים האסטרונומיים עושים שילוב כלשהו של שניהם.) זה היה צעד בכיוון הנכון, דבר שלא הביא את ברה בצורה מועילה לשיערה של מנהיגי הכנסייה.

בן זמנו של ברה, גלילאו (1564-1642), היה האיש שעבודתו כתבה בסופו של דבר את מותו של הגיאוצנטריות המדעית. בשנת 1610, לאחר שהמציא טלסקופ גס אך שימושי, גילה ירחים המקיפים את צדק. אם אריסטו היה צודק בכל הדברים שמקיפים את כדור הארץ, מצב זה היה בלתי אפשרי. גלילאו גם השתמש בטלסקופ שלו לתצפית על הרים והרי געש על הירח, כתמי שמש, כוכבים בודדים בזרוע שביל החלב ושלבים דמויי ירח עבור ונוס. האחרון היה בולט במיוחד. אם מדמיינים יקום בו ונוס נמצאת תמיד בין השמש לכדור הארץ, הוא לעולם לא יכול להיראות מואר לחלוטין הודות לגיאומטריה בסיסית. זה תמיד נראה כמו סהר כלשהו; צדו המואר לחלוטין תמיד היה פונה מכדור הארץ ולעבר השמש הרחוקה יותר. גלילאו הוכיח בבירור שזה לא המקרה.

על צרתו הועמד גלילאו במעצר בית על ידי פקידי הכנסייה בשנות חייו האחרונות. אמנם זה נראה כעונש מוטעה למדי עבור מי ש"פשעו "קידם מאוד את מצב החקירה והידע המדעי האנושי, אך לפחות נמלט מהמוות. עונש על כפירה שהועברה למתנגדים אחרים בגיאוצנטריות, בייחוד המדען האיטלקי ג'ורדנו ברונו, שנשרף על כף המאזניים בגין דגלו של קופרניקוס. רעיונות.

ברור שאם האנושות המשיכה לפעול כאילו כדור הארץ יושב במרכז היקום, אין שום משמעות ניתן היה להתקדם כמעט בכל תחום המסתמך על ידיעת הפרטים הגסים של המודרנית אַסטרוֹנוֹמִיָה. שליחת חלליות לעבר כוכבי לכת כמו מאדים (שעל פניהם בני אדם הניחו גששים) וכן צדק, שבתאי, נפטון ופלוטו (כולם אירחו קרוב חללי חלל) באמצעות מודל גיאוצנטרי הוא תרגיל מחשבה הגובל באבסורד, בדומה לתמונה של מישהו המפליג מלוס אנג'לס לסידני באמצעות מפה מקושקשת במהירות. קליפורניה.

הידיעה שמערכות מצייתות לחוקי הכבידה העיקריים אפשרה לאסטרונומים שחוקרים עצמים רחוקים מאוד, כגון גלקסיות וסופר-נובות, כדי למקד טוב יותר את מאמציהם ולחזות מדויקים יותר לגבי תנועת השמיים גופים.