עמוד הבית > מדעי כדור-הארץ והיקום > אסטרונומיה [מדעי החלל] > גרמי שמים > מערכת השמש
ישראל. משרד החינוך. האגף לתכנון ופיתוח תוכניות לימודיםרמות


תקציר
מידע על השמש ומערכת השמש - אמונות וסיפורים הנוגעים לשמש, השימוש ב"תנועתה" להתמצאות במרחב, כוכבי הלכת במערכת השמש, מאפייניה, וגופים נוספים הנמצאים בה (שביטים, אסטרואידים).



השמש ומערכת השמש
מחברות: ד"ר רבקה ברנד; ד"ר ליאת בן-דוד (טיבר)


בני האדם התעניינו בשמש וגופים אחרים הנמצאים בחלל מאז ומתמיד. נטייתם של עמי קדם להעניק מעמד של אלים לגרמי שמים לא פסחה גם על השמש, ועמים רבים ראו בה אל. המצאי הקדמונים העניקו לשמש מעמד של אל ראשי בעל כינויים רבים, שהידוע בהם הוא הכינוי "רא". כמו כל האלים המצריים, גם אל השמש תואר כדמות דמיונית. היוונים הקדמונים קראו לאל השמש "אפון" והעניקו לו תכונות של עוצמה ויופי גברי. בניגוד למצרים, תיארו היוונים את האלים בצלם אנוש: אפולו תואר כאדם הנוהג במרכבת אש רתומה לסוסים, שעולה במזרח בבוקר ושוקעת במערב לעת ערב. הבדל זה בתיאור האלים נבע מתפיסת העולם השונה של היוונים בהשוואה לשאר עמי העת העתירה: היוונים הקישו מהנראה אל הנסתר, טיפלו בדברים הנראים לעין וצמאו תשובה לרעיונותיהם במציאות שבסביבתם. תפיסה זו של היוונים הייתה חדשה בעת העתיקה וסייעה להתפתחותה של תפיסה רציונלית של הסביבה. למרות תפיסה רציונלית זו האמינו היוונים הקדמונים, כי השמש ושאר גרמי השמים מקיפים את כדור-ארץ, והיו ממניחי היסודות של התפיסה הגיאוצנטרית. תפיסה זו שלטה בחשיבה האנושית עד לימיו של קופרניקוס, לפני כ- 500 שנה. אף כי תפיסה זו הוכחה כשגויה, הידע על אודות "תנועת" השמש כפשר לבני האדם למדוד זמן (למשל, באמצעות שעוני שמש).

יתר על כן, בני האדם ניצלו את "תנועת" השמש ואת מראה שמי הלילה כדי להתמצא במרחב: הכוכבים, ובכלל זה גם השמש, שימשו בעבר אמצעי ניווט. כתוצאה מתנועת כדור-הארץ ומתנועת הכוכבים ביחס אליו, משתנה מקומם היחסי של הכוכבים במהלך הקפת כדור-הארץ את השמש. לכן, משתנה מראה השמים במהלך השנה. האסטרונומים הקדמונים ציירו מפות של מראה השמים בעונות השונות ונעזרו במפות אלה לניווט. מפות אלה היו אמצעי טכנולוגי, מוגבל אמנם, אשר סייעו לאדם להגביר את יכולתו להרחיב את תחומי המחיה שלו ולגלות מקומות חדשים, רחוקים, אשר לפני כן היו בלתי מוכרים: אפרש היה לצאת מנקודה מסוימת, לנדוד במרחב ולשוב בחזרה אל אותה הנקודה. כך, למשל, יכלו יורדי הים הקדמונים לצאת למסעותיהם מתוך ידיעה, כי מפות אלה יסייעו בידם לזוב לביתם, לשוב ולהגיע למקומות החדשים אשר גילו ואף להנחות אחרים להגיע אליהם.

מאז ימי גליליאו ועד היום הצטבר בעזרת אמצעים טכנולוגיים שונים מידע רב על אודות מערכת השמש ומרכיביה השונים. היום ידוע לנו כי השמש היא כוכב, כלומר, גוף גזי עצום בחלל המייצר אנרגיה רבה. השמש היא הכוכב הקרוב ביותר לכדור-הארץ, ולן היא נראית לנו גדולה יחסית. שאר הכוכבים מרוחקים מאוד מכדור-הארץ, ולכן הם נראים כה קטנים. יתר על כן, הם אינם מקיפים את השמש, ולכן אינם מהווים חלק ממערכת השמש עצמה.

השמש היא כוכב אחד מני רבים בחלל. אנו קוראים לגוף בחלל "כוכב", כאשר האור שהוא מפיץ נוצר בו. לפיכך השמש היא כוכב, בעוד שהירח אינו כוכב, על-אף שהוא מאיר. הכוכבים הם גופים העשויים מגזים, בעיקר מימן והליום. במרכזו של הכוכב הגזים דחוסים מאוד, והטמפרטורות שם גבוהות ומגיעות לעשרות מיליוני מעלות. בתנאים אלה של לחץ וטמפרטורה גבוהים מאוד מתרחש תהליך של התלכדות ארבעה אטומי מימן והפיכתם לאטום הליום. תהליך זה נקרא "היתוך גרעיני", והא מלווה בפליטת אנרגיה רבה מאוד. אנרגיה זו מתפשטת בחלל, וחלק ממנו נראה לנו כאור.


כוכבי-הלכת במערכת השמש


האסטרונומים הקדמונים הבחינו, כי כוכבים מסוימים משנים את מקומם ביחס לכוכבים אחרים. מלילה ללילה אחר, כוכבים אלה נראו בעיניהם כ"הולכים" על פני השמים, ולפיכך נקראו "כוכבי-לכת", וביוונית - "פלנטות" שפירושו "נודדים". בהיותם שבויים בתפיסה הגיאוצנטרית חשבו האסטרונומים הקדמונים, כי כוכבי-הלכת הם כוכבים הנעים במהירות בחלל סביב כדו-הארץ. כדי להבדיל את שאר הכוכבים מכוכבי-הלכת, כונו הכוכבים בשם "כוכבי-שבת". הידע המדעי המודרני על אודות השמש, כוכבי-הלכת, הכוכבים ותכונותיהם החל לצבור תאוצה עם תצפיותיו של גליליאו במאה ה- 16. עם התפתחות התפיסה ההליצוצנטרית התברר, כי כוכבי-הלכת, ובהם גם כדור-הארץ, בם גופים כדוריים בחלל המקיפים את השמש. כוכבי-הלכת קטנים בהרבה מהשמש עצמה. כיום אנו יודעים יש לציין, כי רק בעברית קיים הבלבול בין "כוכב" ל"כוכב-לכת".

עם התפתחות הידע האסטרונומי התברר, כי הגופים המקיפים את השמש מהווים, יחד עם השמש עצמה, מערכת אחת שמרכיביה משפיעים זה על זה ומושפעים זה מזה. עד לשימוש בטלסקופ, היו מוכרים מלבד "ארץ" חמישה כוכבי-לכת בלבד: כוכב-חמה, נוגה, מאדים, צדק ושבתאי. אם התפתחות האמצעי הטכנולוגיים לחקר החלל התגלו שלושת כוכבי-הלכת וירחיהם.

למערכת השמש יש מספר מאפיינים:
א. לכוכבי-כלכת יש מסלולים קבועים במרחב, שצורתם אליפטית.
ב. המסלולים של כל כוכבי-הלכת, פרט לפלוטו, נמצאים כמעט כולם במישור אחד הנקרא "מישור המילקה". לפלוטו שי מסלול אליפטי הנטוי מאוד למישור זה.
ג. כל כוכבי- הלכת מקיפים את השמש באותו כיוון.
ד. כלל שמסלולו של כוכב-לכת רחוק יותר מהשמש, משך ההקפה שלו את השמש (ה"שנה" שלו) ארוך יותר וקצב ההקפה (מהירות ההקפה) איטי יותר: כוכב-חמה מקיף את השמש במהירות של 48 ק"מ לשנייה, בעוד שפלוטו מקיף את השמש במהירות הקטנה פי עשר מזו של כוכב-חמה: 4.7 ק"מ לשנייה!
ה. נהוג לחלק את כוכבי-הלכת לשתי קבוצות: ארבעת כוכבי-הלכת הקרובים לשמש (כוכבי-הלכת הסלעיים". "כוכב-חמה, נודה, ארץ ומאדים) הם סלעיים, הקרום החיצוני שלהם מוצק, ועל כן נקראים "כוכבי-הלכת הסלעיים". ארבעת כוכבי-הלכת העוקבים אחריהם (צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון) הם גדולים מאד ומורכבים מגזים. לפיכך הם נקראים "ענקי הגזים" ענקי הגזים מאופיינים גם בירחים רבים )למעלה מעשרה) ובטבעות המקיפות אותם. פלוטו אינו נכלל בחלוקה זו. הוא יוצא דופן הן בגודלו והן בהרכבו. פלוטו הוא הקטן בכוכבי-כלכת סגודלו דומה לגודל הירח שלנו), ועל פי המידע המצוי בידינו כיום - הקרום שלו סלעי.



גופים נוספים במערכת השמש


מערכת השמש אינה מורכבת רק מכוכבי-כלכת: היא כוללת גם גופים הנקראים "אסטרואידים" וגופים הנקראים "שביטים". האסטרואידים הם גושי סלעים המקיפים את השמש. רובם נמצאים במסלול בין מאדים לצדק: לכן נקרא אשור זה "חגורת האסטרואידים" עם גושי סלעים המקיפים את השמש. רובם נמצאים במסלול בין מאדים לצדק: לכן נקרא אזור זה "חגורת האסטרואידים". לעתים רחוקות נקלע אסטרואיד במסלולו של כדור-הארץ ונמשך אליו. במעברו באטמוספירה הוא נשרף והופך לגזים. אך בהיסטוריה של כדור-הארץ אירעו גם התנגשויות עם אסטרואידים שגרמו להיווצרות מכתשי ענק. מכתש כזה מצוי באריזונה, ארצות-הברית. גם "הכעבה", האבן השחורה במכה, שמוסלמים מקיפים אותה כאשר הם עולים לרגל לשם, נחשבת לאסטרואיד. השביטים הם גופים קטנים המורכבים מאבק ומקרח. מסלולם סביב השמש הוא אליפטי מאוד ונטוי מאוד יחס למישור המילקה. בגלל מסלולו האליפטי ישנם קטעים שבהם השביט נמצא קרוב מאוד אל השמש, וקטעים אחרים שבהם השביט רחוק מאוד ממנה. בהיותו קרוב אל השמש, הקרח שבשביט ניתך והופך לענן של טיפוניות מים, גזים וגרגרי אבק: זהו ה"זנב", האופייני לשביטים, כפי שהם נראים מכדור-הארץ. ה"זנב" פונה תמיד הלאה מן השמש ויצא מתוך "ראש", שהוא גוף השביט. את השמש מקיפים אלפי שביטים, אך את מרביתם איננו יכולים לראות. רק מדי פעם, כאשר אחד מהם מתקרב אל כדור-הארץ, אנו יכולים לראותו. באזורים מסוימים בחלל נמצאים שרידי "זנבם" של שביטים. כאשר כדור-הארץ מגיע לאזורים אלה במהלך הקפתו את השמש, הם נמצאים אליו ונשרפים באטמוספירה. זוהי התופעה הידועה כ"גשם של מטאורים". תופעה דומה נגרמת, כאשר אסטאוריד (או אסטרואידים) נמשך לכדור-הארץ ונשרף באטמוספירה ("כוכב נופל").

לאורך ההיסטוריה האנושית עוררה הופעתם של שביטים התרגשות ופליאה, שנבעו לרוב מאי-הבנת התופעה. אגדות ואמונות רבות קשרו הופעה של שביט לסימני אסון וקץ העולם. כל, למשל, מסופר כי בעת שחרבה ירושלים בימי בית שני, הופיע שביט מעל שמי העיר; מגפות רעב ודבר אירופה בימי הביניים לוו אף הן בהופעה של שביט, וסקירה קצרה של עיתונות ארץ ישראל בתחילת המאה העשרים חושפת את החרדה לנוכח המועד הצפוי להופעתו של השביט, וסקירה קצרה של עיתונות ארץ ישראל בתחילת המאה העשרים חושפת את החרדה לנוכח המועד הצפוי להופעתו של השביט האליי (שביט המופיע אחת ל- 76 שנה), שבאה לידי ביטוי במסיבות "קץ העולם" מצד אחד, בתענית ברחבי ירושלים מצד שני.

הופעת מחקריו של הפיסיקלי האנגלי סר איזק ניוטון, לפני כ- 300 שנה, תרמה להתפתחות מואצת של תפיסתנו את מערכת השמש ואת מקומנו בה. במחקריו המתמטיים-פיסיקליים במאה השבע-עשרה נניח ניוטון את התשתית המדעית להבנת היקום כיום. אמצעי התצפית והחקר השתכללו והתקדמו גם הם, והיום יש בידינו אפשרות ליצור תפיסת עולם מעודכנת מזו של הדורות הקודמים. כל, למשל, אנו יודעים כיום, כי מערכת השמש היא מערכת קטנה יחסית של גופים הנמצאת בקצה של מצבור ענק של כוכבים הנעים יחד בחלל. מצבור כזה נקרא בשם גלקסיה. אנו יודעים גם, כי קיימות גלקסיות רבות מאוד, וכי כל גלקסיה עשויה להכיל מיליארדי כוכבים! השמש ומערכת כוכבי-הלכת המקיפים אותה נמצאים בגלקסיה הנקראת "גלקסיית שביל החלב".


כדאי לקרוא את הפריט "מהתפיסה הגאוצנטרית לתפיסה ההליוצנטרית: הדרך ומשמעותה".



אל האסופה מסע במרחבי כדור הארץ : פרקים נבחרים בגאוגרפיה פיזית3

ביבליוגרפיה:
כותר: השמש ומערכת השמש
מחברות: ברנד, רבקה (ד"ר) ; בן-דוד (טיבר), ליאת (ד"ר)
שם  החוברת: ללכת על כוכב-לכת : מדריך למורה (כיתות ד-ה)
מחברות: בן-דוד (טיבר), ליאת (ד"ר) ; ברנד, רבקה (ד"ר)
עורכת החוברת: וטנשטיין-מאייר, חיה
תאריך: 1998
הוצאה לאור: ישראל. משרד החינוך. האגף לתכנון ופיתוח תוכניות לימודים; רמות
הערות: 1. כיתות ד-ה.
2. שייך לתכנית מב"ט (מדע בחברה טכנולוגית). ראשי הפרוייקט: פרופ' דוד חן, ד"ר רות נוביק. מפמ"ר מדעי הטבע: ד"ר חנה ויניק.
3. ניהול מדעי: ד"ר רות נוביק.
4. ייעוץ מדעי" ד"ר יואב יאיר.

הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית