קוסמולוגיה
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קוסמולוגיה ׁ(מיוונית :κοσμολογία "קוסמוס"=יקום, "לוגיה"= תורה) הוא המדע העוסק בחקר מבנה היקום, ההיסטוריה שלו ומקומה של האנושות בו.
הקוסמולוגיה התפתחה כמדע בעיקר לאחר הצגת תורת היחסות של אלברט איינשטיין, שהולידה מסקנות מרחיקות לכת לגבי מהות היקום. דחף נוסף קיבלה הקוסמולוגיה עם גילוי ההסטה לאדום על ידי אדווין האבל שמסקנתה הייתה התפשטות היקום וגילוי קרינת הרקע הקוסמית על ידי פנזיאס ו-ווילסון ב-1964 שחיזקה את תאורית המפץ הגדול.
האדם עסק בשאלות של מהות היקום ומקומו בו כבר משחר ההיסטוריה, אך התשובות אותן יכול היה לקבל היו מבוססות בימי קדם על מיתוסים ועל אלמנטים דתיים ומטאפיזיים. ניצנים של קוסמולוגיה מדעית נראו בפילוסופיה היוונית, אך לרשות היוונים לא עמד ציוד מתאים בכדי להוכיח את התאוריות שלהם. עם זאת, אריסטרכוס מסאמוס, אריסטו ותלמי הציגו תאוריות קוסמולוגית חשובות והתאוריה הגאוצנטרית של תלמי אומצה כהסבר המקובל לתנועת גרמי השמיים עד אשר ניקולאוס קופרניקוס, ברהה, קפלר וגליליי החליפוה במאה ה-16 בתאוריה ההליוצנטרית למרות התנכלות מצד הכנסייה הקתולית.
במאה העשרים התפתחה הקוסמולוגיה כמדע לגיטימי, אם כי לעתים קשה לערוך הבחנה ברורה בינה לבין האסטרונומיה ממנה היא למעשה התפתחה.
[עריכה] ממדי היקום
גלילאו גליליי היה כנראה הראשון שהפנה טלסקופ לשמי הלילה. כך גילה ששביל החלב מורכב מהמונים של כוכבים. בכך היה הראשון שהרחיב את תמונת היקום של האדם מעבר למערכת השמש וכ6000 כוכבים הנראים לעין בלתי מזויינת.
גלילאו סבר שלכוכבים בהירות שווה למדי, ולכן שיער שככל שכוכב בהיר יותר כך הוא קרוב יותר. הוא ניסה למדוד את המרחק לכוכב הבהיר ווגה בקבוצת נבל בשיטת הפרלקסה, אבל רמת הדיוק המוגבלת של מכשיריו הפכה את המשימה לעקרה.
משימה פחות שאפתנית הייתה לגלות מהו המרחק בין הארץ לכוכבי הלכת. ג'ובאני קאסיני מדד ב1673 את המרחק למאדים. על מנת לקבל קו בסיס ארוך דיו הוא שילח את עמיתו ז'אן רישר לגויאנה. התוצאה שקיבל - כ 140 מיליון קילומטר - סוטה בפחות מ 10% מהתוצאות בנות ימינו.
לראשונה נמדד מרחק לכוכב אחר ב1838 . פרידריך בסל מדד את המרחק לכוכב הסמוך 61 בקבוצת ברבור בשיטת הפרלקסה, בהשתמשו בקוטר מסלול כדור הארץ כקו בסיס. התוצאה שהתקבלה, כ 11 שנות אור, הבהירה שממדי היקום גדולים בהרבה ממה שנתפס עד אז. עוד באותה שנה נמדד מרחקם של כוכבים נוספים.
סקלת המרחקים שניתן למדוד בשיטת הפרלקסה מוגבלת. בימינו ניתן למדוד מרחקים של עד 250 שנות אור בדיוק טוב, ובמרחק של 1,000 שנות אור דיוק המדידה עומד על 50% בלבד. מעבר ל1,000 שנות אור אין טעם להשתמש בשיטה זו. מאחר וכוכבים רבים שוכנים מחוץ לטווח זה, היה צורך לפתח שיטות אחרות.
השיטה הבאה התבססה (ועודנה מתבססת) על כוכבי-ענק שבהירותם משתנה במחזוריות מדוייקת, שזכו לשם משתנים קפאידים. הנרייטה ליויט חקרה כוכבים משתני אלו וגילתה, עבור אלו מבינהם שהיו
קרובים דים לחישוב המרחק באמצעות שיטת הפאראלאקסה, שיש קשר מבוהק בין זמן המחזור של כוכב משתנה קפאידי לבוהק המוחלט שלו. ליויט לא הצליחה לפתח נוסחה ברורה וחד משמעית שתאפשר להסיק את הבוהק המוחלט מתוך זמן המחזור, שכן בתקופתה לא היו די נתונים על מנת להבין שמשתנים קפאידים משתייכים לשתי קבוצות שונות ונבדלות. את הנוסחה, שבה משתמשים בשינויים קטנים עד היום, פיתח אדווין האבל. נוסחה זו נתנה בידי האבל כלי מדידה רב עוצמה. בזהותו קפאיד מרוחק היה מודד את זמן המחזור שלו, מסיק את הבוהק האמיתי שלו, ומהשוואה בין הבוהק האמיתי לבוהק הנראה קל היה לחשב את המרחק. כך ניתן היה לחשב את ממדי הגלאקסיה, והסתבר שמדובר בעשרות אלפי שנות אור (כיום ההערכה היא כ 100,000 שנות אור).
לאחר מדידות אלו נחלקו האסטרונומים לשתי קבוצות. אחת טענה שהגלאקסיה שלנו - שביל החלב - היא כל היקום, ומנגד היו שטענו שחלק מהערפיליות שניצפו הן גלאקסיות נפרדות. בשתי הקבוצות התייצבו אסטרונומים ידועים ומשפיעים. בשנת 1920 התקיימה הפלוגתא הגדולה באוניברסיטת קיימברידג' והסתיימה ללא מסקנה נחרצת. תשע שנים מאוחר יותר פרסם האבל שהצליח לבודד קפאידים בחלק מה"ערפיליות" ומדידת המרחק אליהן העלתה תוצאות של מיליוני שנות אור. כך הסתבר מעבר לכל ספק שמדובר בגלאקסיות אחרות, וממדי היקום צמחו מכמה עשרות אלפים לעשרות מליוני שנות אור.
את הצעד הבא ביצע, שוב, האבל. הוא גילה שיש קשר בין ההסטה לאדום של גלאקסיות ומרחקן מאיתנו. כך התגלה שהיקום מתפשט, ולימים צמחה מכך תיאוריית המפץ הגדול. עם מדידות אלו צמחו - שוב - ממדי היקום, והגיעו לאמדן הנוכחי שלהם - כ 13 מיליארד שנות אור.
[עריכה] ראו גם
ערך זה הוא קצרמר בנושא מדעי החלל. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.
