עמוד הבית > מדעי כדור-הארץ והיקום > אסטרונומיה [מדעי החלל]
אאוריקה : כתב-עת להוראת מדעים וטכנולוגיה



תקציר
המאמר עוסק בתופעת ליקוי חמה וליקוי ירח והשימוש שעשה בהם האדם לחזות תופעות עונתיות ולקבוע את לוח השנה.
במאמר הסבר על הלוח הגרגוריאני - יוליאני ועל הלוח העברי והמוסלמי.



ליקוי המילניום ומעבר למילניום : אסטרונומיה בפעולה
מחבר: ד"ר מאיר מידב


ב- 11 באוגוסט 1999, בשעה 14:00 (בקירוב) לפי שעון ישראל, "ניצל" העולם מליקוי חמה שנודע בשם ליקוי המילניום. ימים, שבועות ואף חודשים לפני הליקוי פורסמו כתבות "מוזרות" על הקשר בין ליקוי זה לבין סוף המילניום. בקרב רבים מתושבי כדור הארץ ואפילו בארצות המפותחות חזר לתפוס מקום הפחד מהבלתי נודע .


ליקוי חמה ולקוי ירח


אבות אבותינו ניסו, לפני אלפי שנים, לחקור ולהבין תופעות טבע מחזוריות שונות כמו, למשל, זריחה ושקיעה, עונות השנה, גאות ושפל ועוד. בתוך תקופה קצרה למדו להיעזר במחזוריות תופעות אלו לצורכי יום-יום חשובים לקיום כמו, למשל, קביעת מועדי זריעה וקציר, ולצורכי דת כמו, למשל, קביעת מועדי החגים. יישום חשוב מאוד המתבסס על מחזוריות תופעות טבע הוא קביעת לוחות שנה מדויקים, המקובלים עד היום, ועל כך בהמשך.

אחת מתופעות הטבע המחזוריות המרשימות ביותר הן ליקויי המאורות - ליקוי חמה וירח. תופעות אלה החוזרות על עצמן בפרקי זמן קצרים יחסית (חודשים או שנים).

בשתי הטבלאות שלפניכם מוצגים חלק מליקויים אלה. בטבלה הראשונה – ליקויי הירח המלאים מ- 1995 ועד 2005, ובשנייה - ליקויי חמה מלאים, כולל ליקוי המילניום.


ליקוי חמה הוא מצב שבו הירח נמצא בין השמש לארץ, וצלו הנופל על כדור הארץ יוצר את הליקוי. ליקוי החמה נראה מלא רק מאזור שבו הצל הנו מלא והשמש מתכסה לזמן קצר על ידי הירח. המרחק בין הירח לכדור הארץ אינו קבוע. לכן יכול להיווצר מצב שבו הצל המלא של הירח המוטל על הארץ לא מכסה את כולה. ליקוי כזה נקרא ליקוי טבעתי, שבו רואים טבעת אור סביב הליקוי.

ליקוי מפורסם במיוחד בעולם המדעי הוא זה שהתרחש בשנת 1919. באותה שנה חל ליקוי חמה מלא שנצפה מאפריקה ומדרום אמריקה. משלחת מדענים שבראשה עמד סר אדינגדון הבריטי, ערכה צילומים של האזור סביב השמש בעת הליקוי והוכיחה כי מסלול של האור העובר ליד השמש מתעקם. זו הייתה הוכחה יפה וחשובה של תורת היחסות הכללית של אלברט אינשטיין, לפיה המרחב ליד מסה, במקרה זה השמש, מתעקם. לכן האור ינוע במסלול עקום במקום המסלול הישר שבו נע אור במרחב רגיל.

ליקויי המאורות הנם מתופעות הטבע המחזוריות הבולטות שעוררו את סקרנותם של בני אדם. אך הם לא היחידים. אבות אבותינו הבחינו במקומות שונים בעולם בתופעות מחזוריות הקשורות לתנועות הכוכבים, השמש והירח וכן בתופעות טבע אחרות כמו, למשל, עונות השנה וניסו למצוא חוקיות בהופעתן.


עוברים ב"שלום" למילניום השלישי עם הלוח הגרגוריאני


הצורך לקביעה מדויקת של תחילת עונות השנה הביא לפיתוח לוחות שנה. נתאר תחילה כיצד התפתח לוח השנה היוליאני-גרגוריאני, שעל פיו העולם "עבר בשלום" למילניום השלישי. בעת העתיקה נקבע שמחזור עונות השנה הוא שנת שמש. זהו משך הזמן הדרוש לכדור הארץ להקיף את השמש סיבוב שלם, 365 יממות בקירוב. מהו אורך השנה במדויק? כדי לענות על כך נתחיל את השנה ביום ה- 21 במארס, תחילת האביב, שבו אורך היום שווה בדיוק לאורך הלילה. אם שנת השמש הנה 365 יממות בדיוק, הרי כעבור שנה האביב יתחיל בדיוק ב- 21 במארס וכן הלאה. אולם התברר שכעבור 4 שנים תחילת האביב הייתה ב- 22 במארס, וכעבור 4 שנים נוספות ב- 23 במארס וכן הלאה. באופן זה כעבור 100 שנה ההבדל יצטבר ל- 25 ימים, ובתחילת האביב ישרור עדיין חורף! כעבור 300 שנה יתחיל האביב בחודש יוני. שינוי זה הדאיג את אבותינו שכאמור היה חשוב להם לקבוע במדויק מתי מתחילות עונות השנה. ידיעה זו הייתה חשובה בעיקר לעובדי האדמה, אבל גם לקביעת חגים ומועדים. לכן פנה יוליוס קיסר רומא לאסטרונומים באותה תקופה וביקשם למצוא פתרון לבעיה של האורך המדויק של השנה.

הפתרון שהציעו האסטרונומים היה פשוט: אם נקבע שאורך השנה הוא 365 ימים בדיוק, הפיגור בשנה יהיה 1/4 יממה, בשנתיים - 1/2 יממה, בשלוש שנים 3/4 יממה ובארבע שנים - יממה שלמה. לכן הם הציעו להוסיף בכל שנה רביעית יממה שלמה.

ואכן נקבע שכל שנה המתחלקת ב- 4 ללא שאריות, למשל 1996 או 2000, תהיה שנה מעוברת בת 366 יממות. את היממה הנוספת מוסיפים לחודש פברואר הקצר, שהופך כל ארבע שנים לחודש בן 29 יום.

מדוע לא הוסיפו הרומאים את היממה לחודש דצמבר, האחרון בחודשי השנה? כי בימי הרומאים נספר חודש מארס כחודש הראשון ואילו פברואר היה דווקא החודש האחרון, וטבעי היה שיוסיפו לו את היום הנוסף. מאז נקרא לוח זה בשם הלוח היוליאני על שמו של יוליוס קיסר.

ייתכן שהיזמה הראשונה לתיקון אורך השנה הייתה דווקא במצרים, כמאתיים שנה לפני יוליוס קיסר. המצרים שמו לב לעובדה שכוכב סיריוס, שהוא הכוכב הבהיר ביותר בשמי הלילה, משנה את מועד הופעתו ביום אחד אחת לארבע שנים. הם קבעו, אם כן, את חגיהם על פי מחזוריות הופעתו של הכוכב סיריוס. על מנת שלא ייווצר מצב שבו יחוגו את חגי הקיץ בחורף, החליט מלך מצרים להוסיף יום בשנה בכל שנה חמישית.



שנת ה- 2000 מעוברת


בתיקון של הרומאים ללוח השנה לא 1 היה די. במשך השנים התברר שצריך לקבוע שנה שאורכה 365.24222 ימים (או בדיוק 365 ימים, 5 שעות, 48 דקות ו- 46 שניות) כדי שעונות השנה יתחילו בדיוק באותו היום. ההבדל שבין 1 יממה בשנה לבין 5 שעות, 48 דקות ו- 46 שניות אמנם קטן, אך הצטבר לכדי 3 יממות במשך 420 שנים.

האפיפיור גרגוריוס ה- 13 (1585-1502) נועץ באסטרונומים באותה תקופה, והם הציעו לו לתקן את הלוח היוליאני באופן המפורט להלן:

לא כל שנה אחרונה בכל מאה תהיה מעוברת, אלא רק שנה המתחלקת ב- 4 בלי שאריות.

על כן, השנים 1700, 1800, 1900 אינן מעוברות, אך שנת 2000 מעוברת (ויש כאלה שימצאו שוב ייחוד בשנת ה- 2000). כך "הרווחנו" שלושה ימים, ובאה "ההצלה" ללוח היוליאני, שמאז נודע גם בשם הלוח הגרגוריאני.

היום מקובל לוח זה בכל העולם, אך האנגלים קיבלו אותו רק באמצע המאה ה- 18 ואילו האורתודוקסים קיבלו אותו רק בתחילת המאה ה- 20.

כאמור, הלוח הגרגוריאני המבוסס על שנת השמש מקובל בכל העולם. אך בקרב דתות שונות עדיין משתמשים בלוחות אחרים כמו, למשל, לוח השנה העברי וגם המוסלמי מבוססים על מחזוריות מופעי הירח.


הלוח העברי והלוח המוסלמי


הירח הוא אולי אחד העצמים הבולטים בשמים ואשר תופס מקום חשוב בשירים, באגדות ועוד בכל התרבויות. מעניין לציין את התייחסותו הספרותית של הסופר הרוסי, לב טולסטוי, לחשיבותם של הירח והשמש. באחד מסיפוריו הוא שואל: מה מועיל יותר - השמש או הירח? ומיד משיב - הירח, כי הוא מאיר בלילה כשחשוך, בשעה שהשמש מאירה ביום שבו ממילא יש אור... התופעה האופיינית והבולטת בקשר לירח היא מופעיו במהלך החודש הידועים בשם "מופעי הירח".

הירח מופיע לעתים כמלא ולעתים אינו נראה כלל. התופעה חוזרת על עצמה אחת ל- 29.5 יממות: זהו החודש העברי. בתחילת החודש העברי, מולד הירח, הירח מופיע בצורת חרמש דק הזורח יחד עם השמש. חרמש זה הולך וגדל, ועבור כשבוע ימים צורתו כחצי עיגול - הרביע הראשון. בתקופה זו זורח הירח (כלומר, מתגלה באופק בצד מזרח) בצהרי היום. מהרביע הראשון ועד אמצע החודש החלק המואר של הירח הולך וגדל עד למצב של ירח מלא: זהו אמצע החודש העברי. בשבוע שלאחר מכן שוב הולך וקטן החלק הנראה של הירח, וצורתו חוזרת והופכת לחצי עיגול (ברביע השלישי), ומכאן מצטמק החלק המואר לצורת חרמש דק במהלך הרביע הרביעי. גם בתחילת החודש העברי וגם בסופו יש לירח צורה של חרמש קטן. בתחילת החודש החרמש פתוח כלפי מערב, ובסוף החודש הוא פתוח כלפי מזרח. אם נוסיף קו קצר דמיוני לקצה העליון של החרמש, נקבל את צורת האות ז (זורח) בתחילת החודש העברי את צורת האות ג (גומר) בסוף החודש העברי.

החודש הירחי שמתבסס על מחזור מופעי הירח, 29.5 יממות, הוא הבסיס ללוח השנה העברי והמוסלמי. ההפרש בין משך החודש הירחי לחודש בלוח היוליאני מצטבר במשך שנה ויוצר בעיה. ב- 12 חודשי ירח יש X1229.5 = 354 יממות, כלומר כ- 11 יממות פחות מאשר שנת שמש בת 365 יממות בקירוב. הפרש זה גדל במשך שלוש שנים לחודש שלם בקירוב. על כן, בלוח העברי מוסיפים מדי כמה שנים חודש ומקבלים שנה מעוברת בת 13 חודשים. כתוב בתורה שחג הפסח יחול באביב. לכן את החודש הנוסף מוסיפים בחודש אדר, לפני בוא האביב. למעשה, התיקון קצת יותר מסובך.

כדי שהתיאום בין הלוח העברי ללוח היוליאני יהיה טוב ככל האפשר, נקבע שבכל מחזור של 19 שנים יהיו שבע שנים מעוברות בנות 13 חודשים ו- 12 שנים לא מעוברות. תיקון זה לא נעשה בלוח המוסלמי. לכן חגי המוסלמים אינם מתקיימים בעונות שנה קבועות, אלא נודדים מעונה לעונה. כך ידעו אבותינו החכמים לנצל היטב תופעות מחזוריות לצורכיהם: בחקלאות, בקביעת חגים ובחיי היום-יום בכלל. לוח השנה שהם קבעו, הוא שקבע לנו מתי נעבור (בשלום!) למילניום השלישי.

* הכותב הוא ראש המסלול להוראת הפיסיקה בחוג להוראת המדעים, בית הספר לחינוך, אוניברסיטת תל-אביב
רשימת ספרים מומלצת:
1. יגאל פתאל, ^אסטרונומיה – מדריך להכרת השמים^. הוצאת קוסמוס, 1998.
2. מאיר מידב, נח ברוש, חגי נצר, ^היקום – יסודות האסטרופיסיקה^. הוצאת האוניברסיטה הפתוחה, 2000.
3. מאיר מידב, חגי נצר, רות סתוי, ^כוכבים ערפיליות, גלקסיות – היקום שלנו^. הוצאת רמות (בהדפסה).





אל האסופה מסע במרחבי כדור הארץ : פרקים נבחרים בגאוגרפיה פיזית3

ביבליוגרפיה:
כותר: ליקוי המילניום ומעבר למילניום : אסטרונומיה בפעולה
מחבר: מידב, מאיר (ד"ר)
תאריך: יולי 2000 , גליון 10
שם כתב העת: אאוריקה : כתב-עת להוראת מדעים וטכנולוגיה
בעלי זכויות : רמות; אוניברסיטת תל אביב
הוצאה לאור: אוניברסיטת תל אביב; רמות
הערות: 1. כתב העת יוצא ביוזמת למדע: מרכז מורים ארצי להוראת מדע וטכנולוגיה בבתי הספר היסודיים.
הערות לפריט זה: יוצא ביוזמת למדע - מרכז מורים ארצי להוראת מדע וטכנולוגיה בבתי הספר היסודיים
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית