מורה נבוכים ליקום

עיסוק ביקום על גודלו המתאים וגם נצחיותו גורמת לאנשים תחושה שהם למעשה מהווים גרגירים בו ותחושה שבטלים בו לא בשישים אלא בשישים מיליארד. אך בו בזמן עצם היותו של האדם בעל יכולת לעסוק ברזי היקום ולהבין ולו שמץ מרזיו נותן תחושה של התעלות. במאמר זה ננסה לדון בסוגיות אשר עוסקות בתחום היקום (קוסמולוגיה בלועזית) ולהבין נקודות מרכזיות ומאמר זה אמור להיות מעין מורה נבוכים להבנת היקום.

אחת השאלות האולטימטיביות היא לגבי היווצרותו של היקום. כבר בתחילה יש לומר שקביעת נקודת התחלה ליקום הינה בעייתית ומהווה כשל לוגי, שכן מיד נשאלת השאלה מה היה לפני ההתחלה.

לא מעט אנשים מכירים את המושג "המפץ הגדול" שמתייחס לאירוע שבו כאילו נוצר היקום וקביעת אירוע "המפץ הגדול" היה כתוצאה מתגליותיו של אסטרונום אדווין האבל אשר בשנות ה20 של המאה הקודמת גילה כי החומר ביקום מתפשט ויש נסיגה הדדית של הגלקסיות והמסקנה המתבקשת הייתה לפי כך שאם הכל בורח מהכל הרי שהייתה נקודה התחלתית בה כל החומר ביקום היה מרוכז בגוש אחד. אירוע מסוים שמוגדר כ"מפץ גדול" גרם לגוש אחד להיפרד מחלקיו והוא ממשיך ומתפשט. נקבעו גם וארינטים לגבי גורל היקום והשאלה המרכזית בעניין זה היא האם הוא ימשיך להתפשט לעד או בשלב מסוים המשיכה ההדדית תעצור את ההתפשטות ולאחר מכן תהיה מגמה של התקרבות כל החומר שוב לגוש אחד ואולי עקב זאת יש ביקום מחזוריות של התפשטות והתכווצות.

זה הוא איפה מודל מדעי אשר מנסה להסביר תופעה אך אין זו תורה מסיני שיש לקבלה בחינת כזה ראה וקדש.

נעבור מהמודל הקוסמולוגי שציינו אל תוך מרכיבים בקוסמוס הנראה, בו ניתן לצפות בטלסקופים שרק משתכללים כל הזמן ומגלים לנו עוד ועוד מצפונות היקום. את הבסיס ממנו מורכב היקום ניתן לראות ביחידה הנקראית גלקסיה, מעין יסוד ראשי אשר ניתן לחלקו למרכיבים קטנים יותר והם הכוכבים. הגלקסיה מורכבת מהמון כוכבים כמו השמש שלנו, חלקן מהווים מרכז למערכות שמש כמו מערכת השמש אליה שייך כדור הארץ ערש קיומנו.

כדור הארץ הינו כוכב לכת, פלאנטה, אשר נעה ביחס לשמש. השמשות שהן כאמור כוכבים מאירים עקב היותן ישויות גזיות נקראות בלשון אנכרוניסטית כוכבי שבת.

ההטעיה הזו נובעת מכך שאת השינויים על כיפת השמיים ברמה של כוכבי לכת ניתן לראות במהלך הלילה. לעומת זאת לא ניתן להבחין בשינוי של כוכבים אחרים חוץ מהשמש שלנו, ואי לכך הם נראים קבועים ברקיע, ומכאן השימוש במונח כוכבי שבת. בגדול אין שום דבר שהוא סטטי ביקום. הכל נע זה ביחס לזה, וזה שהכוכבים נראים כבויים במקומם זה בגלל המרחקים העצומים בחלל הבין כוכבי (באנלוגיה מסוימת מי שצופה ממטוס בגובה של עשרה קילומטרים על כביש נראה לו כאילו המכוניות מזדחלות). הכוכבים נמצאים מאיתנו במרחקים של החל מכמה שנות אור (שנת אור זה המרחק שהאור עובר במשך שנה במשך טריליון וחצי קילומטר בערך) ועד עשרות אלפי שנות אור, כך שרק תיעוד של כמה דורות של צפייה בשמיים יכול להעיד על תזוזה של כוכב, וגם כוכב הצפון שנראה במשך דורות של ספנים כקבוע במקום אחד ושימש לניווט בימים יום אחד ועוד כמיליונים של שנים יהיה דווקא קבוע בחלק הדרומי של הרקיע.

אמרנו כי הכל נמצא בתנועה וכי הכל נע זה ביחס לזה, כלומר גרמי השמיים נעים אלו ביחס לאלו. מקובל להגיד כי הירח מקיף את כדור הארץ וכדור הארץ מקיף את השמש, אך זה לא מדויק: מדויק יותר לומר כי בין גרמי שמיים יש נקודה משותפת אותה מקיפים גרמי השמיים, אלא מה? נקודה משותפת זו נמצאת במרחק שהוא פרופורציונלי ביחס למסות של גרמי השמיים. לכן הנקודה המרכזית של תנועת כדור הארץ – ירח נמצאת הרבה יותר קרובה לכדור הארץ (מסתו היא בערך פי שבעה ממסת הירח), ובפועל נראה כאילו הירח מקיף את כדור הארץ. כוכבי הלכת גם נעים בנקודה משותפת ביחס לשמש, אך המסה המכריעה של השמש (כ99 אחוז) ממסת כל מערכת השמש, אי לכך הנקודה נמצאת בשמש אך לא במרכזה. זה גורם לשמש להפרעות גרוויטציוניות. בעצם כשאסטרונומים צופים בכוכב ומבחינים בתנודות שנגרמות לו מסקנתם האחת היא כי יש לו לפחות גרם שמימי אחד שיוצר עם הכוכב מערכת שמש, וזו בעצם הוכחה לקיום לפחות של פלנטה אחת לאותו כוכב.

מכל מה שציינו עד עתה, נובעת העובדה כי כאשר מדברים על מרחקים בין גרמי שמיים יש לציין כי המרחק ביניהם הוא ממוצע. אי לכך המרחק האופטימלי בין כדור הארץ לירח הוא כארבע מאות אלף קילומטר והמינימאלי הוא כשלוש מאות שישים אלף קילומטר, והממוצע לפי כך יהיה כשלוש מאות שמונים אלף קילומטר.

הזכרנו את הגלקסיות שהן אפשר לומר אבני הבניין של היקום. יש להבדיל בין גלקסיות לבין ערפיליות, הבחנה שנוצרה רק לפני כמה מאות שנים. גלקסיה כאמור היא גוף המכיל מיליארדי כוכבים, בעוד שערפילית הינה גוף ערפילי המכיל אבק וגז ונמצא בתוך הגלקסיה בין הכוכבים. חלק מהערפיליות הן מה שנותר מכוכב עצום מסה שהתפוצץ וסיים את חייו בטרם עת, ואת מה שהשאיר מעליו בהתפוצצות ניתן לראות בצורת ערפילית. יש סוג אחר של ערפיליות שהן כתוצאה מסיום אבולוציוני של כוכב כמו השמש אשר הגיע לסוף ימיו ואז מה שנותר ממנו זה ערפל וגז. צריך לציין לגבי המקרה של הכוכב המתפוצץ, שבמהלך התפוצצותו הוא יוצר אירוע שנקרא סופר נובה שסופו האלים נובע בגלל היותו עצום מסה פי כמה וכמה מאשר מסת השמש שלנו. וזה מה שגורם לקיצור ימיו ותוחלת חייו היא כמיליוני שנים בעוד השמש שלנו תוחלת חייה הממוצעת הוא כ10 מיליון שנים. יש ערפיליות מאוד מרהיבות והן חלק מהנוף המפעים שניתן להתרשם ממנו בעת צפייה בטלסקופ.

כשמדברים על צפייה בגרמי השמיים אנו צריכים לקחת בחשבון את מרכיב הזמן. עם כל המהירות העצומה של האור (כשלוש מאות אלף קילומטר בשנייה), בכל זאת לוקח לאור עקב המרחקים העצומים בחלל לעבור המון זמן עד שהוא מגיע לעיניי הצופים בגרמי השמיים, והוא נראה לצופה בו בטלסקופ כמו שהוא היה כשהאור עזב אותו. ניקח שוב כדוגמה את השמש שלנו: השמש מרוחקת מכדור הארץ בממוצע כ150 מיליון קילומטר או כ8.5 דקות אור. אנו רואים לפי כך את השמש כמו שהיא נראתה 8.5 דקות קודם לכך. אם השמש תיכבה פתאום אנו נדע על כך רק כעבור כ8.5 דקות בערך. פרט פיקנטי: בתוכנית "מי רוצה להיות מיליונר" באמריקה, שאלת מיליון הדולר הייתה: "מה הוא המרחק הממוצע בין כדור הארץ לשמש?" והמשתתף מתח את הצופים כשניצל את החבר הטלפוני שלו שהיה אביו כדי לצלצל אליו ולהגיד לו שהוא יודע את התשובה. מקרה כזה רק מוכיח שדרגת קושי של שאלה זה עניין סובייקטיבי. מחבר מאמר זה, אילו היה מגיע לשבת בכיסא של התוכנית היה מתקשה דווקא בשאלות החימום כמו מאכלים, סדרות טלוויזיה, להקות קצב וכדומה.

פרט ראוי לציון הוא שיצורים נבונים הצופים בנו מפלנטה המרוחקת מאיתנו כשלושת אלפים שנות אור יוכלו לצפות בבני ישראל בעת מסעם במדבר סיני. יצורים מרוחקים מעט יותר יוכלו לצפות באברהם אבינו.

פרט מעניין נוסף הוא כיצד מודדים את המרחקים בין גרמי שמיים. ניתן לנצל את תורת הגיאומטריה בעזרת מכשיר פשוט שנקרא איצטרולב לבדוק את הזווית משתי נקודות קיצוניות על כדור הארץ. כשיודעים את הזוויות ואת המרחק בין קצות כדור הארץ ניתן לדעת באמצעות משולש דמיוני הנוצר את הניצב היורד מהירח למשל או כל גרם שמימי אך קרוב אחר, וזה המרחק ממנו בעת מדידת מרחקים גדולים. שיטה זו לא עובדת בעת מדידת מרחקים גדולים יותר שכן אז הזוויות הן קטנות ושואפות לאפס ולא רלוונטיות. אזי מודדים בהפרש של חצי שנה את הזוויות לכוכבים מרוחקים תוך כדי ניצול הפרש של חצי שנה של תנועת כדור הארץ סביב השמש. את המרחק בין המיקומים הקיצוניים ניתן לדעת על ידי הכפלת המרחק לשמש (כ150 מיליון קילומטר) כפול 2 וזה הוא הבסיס של המשולש הדמיוני. כך ניתן לדעת כאמור באמצעות הניצב הדמיוני שיורד מקצה המשולש לבסיס את המרחק לאותו כוכב אשר אנו רוצים למדוד את מרחקו מאיתנו.

נשוב לתגלית של היקום הנראה כמתפשט: האסטרונום האבל, הגיע למסקנה מתצפיותיו כי היקום מתפשט באמצעות אפקט הנקרא הסחה לאדום. באמצעות מנסרה ניתן לראות גלקסיה מתרחקת כאדומה, ואילו גלקסיות אשר כפופות במסגרת צביר הגלקסיות שנקרא "הקבוצה המקומית" אשר שביל החלב נמנע עליה, והן כפופות לחוקי הגרביטציה ההדדית ביניהן והתקרבותן אלינו נראית כאפקט של הסחה לכחול.

אותה מנסרה פשוטה אשר שוברת את האור המגיע אליה לשלל צבעים, עוזרת לנו לדעת מה הם היסודות הכימיים של הכוכבים בהם אנו צופים. אותה זכוכית פשוטה מהווה מעין טביעת אצבעות שלכל יסוד צבע אחר וכך אנו יודעים באופן מדהים אילו יסודות מרכיבים כוכב מרוחק מאיתנו אפילו עשרות אלפי שנות אור.

הנה כי כן, באמצעים כ"כ פשוטים ומדהימים אנו מסוגלים לגלות את צפונות היקום. אנו גם מודעים לפרמטרים כגון: מסה, תנועה, מרחק בשיטות מדידה פשוטות לגמרי ולהיות צופים היכולים לרדת לרזי היקום העמוקים ביותר.