המודל ההליוצנטרי

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

המודל ההליוצנטרי הוא שמה של תפיסה לפיה מרכז היקום אינו כדור הארץ, אלא השמש, בניגוד למודל הגאוצנטרי הגורס שכדור הארץ נמצא במרכז.

עד המאה ה-16 שלטה באירופה הנוצרית התפיסה האריסטוטלית לפיה כדור הארץ נמצא במרכז היקום, שהשמש וכוכבי הלכת סובבים סביבו וששאר הכוכבים, אלו המכונים "כוכבי שבת", (על מנת להבדילם מכוכבי הלכת) נותרים במקומם.

עם התפתחות האסטרונומיה והתצפיות השמיימיות, נעשו נסיונות לתאר את התנועה של כוכבי הלכת סביב כדור הארץ בעזרת תאור התואם את המודל הגאוצנטרי. אך התאורים הפשוטים שניתנו לא תאמו את התצפיות והתגלו הבדלים בין מיקומי הכוכבים בתצפיות לבין המיקומים שלהם על פי התאורים של המודל. דבר זה דרש הרכבת חלקים נוספים לתאור תנועת כוכבי הלכת אשר הפכה מסובכת יותר ויותר. בסביבות שנת 200 יצר תלמי את הגרסה המקובלת ביותר של תאור תנועת כוכבי הלכת.

המעבר מהתפיסה הגאוצנטרית לתפיסה ההליוצנטרית, התרחש בסביבות המאה ה-16: החל בתקופתו של ניקולאס קופרניקוס והמשיך עד לתקופתו של אייזק ניוטון שהציג תיאור כולל יותר של המציאות האסטרונומית.

תוכן עניינים 1 ההיסטוריה של המודל ההליוצנטרי 1.1 תאוריות מוקדמות 1.2 התאוריה הקופרניקאית 1.3 הטלסקופ של גלילאו 1.4 ניוטון - מבסס התאוריה ההליוצנטרית 2 השלכות תרבותיות של פיתוח המודל ההליוצנטרי 2.1 הפולמוס הדתי 2.2 מדע ופילוסופיה 2.2.1 ההפרדה בין חומר לרוח 2.2.2 טלאולוגיה 2.2.3 הערעור על תפיסת החושים 3 קישורים חיצוניים

[עריכה] ההיסטוריה של המודל ההליוצנטרי

[עריכה] תאוריות מוקדמות

פילולאוס (תחילת המאה הרביעית לפנה"ס) היה מהראשונים שהעלו את אפשרות תנועתו של כדור הארץ, כנראה בהשפעת התאוריות שהציג פיתגורס בדבר הגלובוס העגול.

מאוחר יותר פיתח אריסטרכוס מסמוס (המאה השלישית לפנה"ס) כמה תאוריות של הרקלידס פונטיקוס (שכבר דיבר על סיבוב של כדור הארץ סביב צירו) והציע את התאוריה הרצינית הראשונה המוכרת לנו של מערכת שמש הליוצנטרית. אריסטרכוס לא יכול היה להביא אף ראיה לדבריו, והוא עמד בפני שלוש בעיות בולטות:

1. כל בר-דעת יכול לחוש שהארץ אינה נעה.
2. לו הייתה הארץ משנה את מקומה, צריכים היינו לראות שינוי מקום של כוכבי השבת הקרובים, הנובע מפרלקסה
3. האפשרות למקם את הארץ בכל מקום שאינו מרכז היקום עמדה בניגוד להשקפה האגוצנטרית הפילוסופית של אותו דור.

היום ידוע לנו שהמכשול הראשון מוסבר בקיומו של כוח הכובד, בעוד שהשני נובע ממרחקם העצום של כוכבי השבת הסמוכים ביותר, הגורם לכך שרק בטלסקופ ניתן לצפות בשינויי המקום הנובעים מתנועת כדור-הארץ סביב השמש. אולם, באותו זמן היו אלה התנגדויות מכריעות, והמודל ההליוצנטרי נדחה מפני המודל של אריסטו. חיבורו של אריסטרכוס לא שרד, והמודל שלו נשכח מלב. בין העדויות המצויות בידינו לקיומו של חיבור זה קיימת האשמתו של פלוטארכוס, כותב אחר בן זמנו של אריסטרכוס, את אריסטרכוס בחוסר אדיקות כיוון ש"הניע את הארץ".

קופרניקוס ציטט את אריסטרכוס ופילולאוס בגרסה הראשונה של ספרו, וכתב: "פילולאוס האמין בתנועת הארץ, ויש אף שאומרים כי גם אריסטרכוס מסמוס היה בדעה זו". מסיבות עלומות, מחק קופרניקוס פסקה זו לפני שפרסם את ספרו.

החיבור של האסטרונום המוסלמי בן המאה ה-14, אבן אל-שאטיר, כולל תצפיות וחישובים הדומים לאלה של קופרניקוס, ויש שהציעו כי קופרניקוס הושפע ממנו.

[עריכה] התאוריה הקופרניקאית

התאוריה של קופרניקוס פורסמה בספר "על תנועתם של גרמי השמים" (De revolutionibus orbium coelestium) בשנת מותו, 1543, אף שהוא פיתח אותה כמה עשורים מוקדם יותר.

ספר זה מציין את ראשית המעבר מיקום גיאוצנטרי (ואנתרופוצנטרי), שהארץ במרכזו. קופרניקוס טען כי הארץ היא אחת מכמה כוכבי לכת, שמסתובבים סביב שמש שאינה נעה, וכי היא משלימה את ההקפה פעם בשנה, יחד עם סיבוב סביב צירה פעם ביום. הוא הגיע לסדר הנכון של כוכבי הלכת, ואף הצביע על שינוי איטי במקום הציר של כדור הארץ כגורם לתופעה הידועה כ"precession", וכן הסביר כי העונות נגרמות משום שהציר אינו ניצב למישור הסיבוב של כדור הארץ, אלא נטוי בזווית. הוא אף הוסיף למערכת החישובים תנועה נוספת של כדור הארץ, השומרת על כך שהציר שלה יהיה מכוון כל הזמן לאותה הנקודה (צפון-דרום). בזמנו של גלילאו הובהר, כי אין כאן תנועה נוספת, וכי אם הארץ לא הייתה נשארת באותה נקודה – אז היה צורך בתנועה כזו.

קופרניקוס טען כי כל המסלולים במערכת השמש הם מעגליים, דבר שאינו נכון, שכן הם אליפטיים, ולפיכך המודל שלו היה לא מדויק ולא ניתן לחזות באמצעותו אירועים אסטרונומיים בצורה טובה יותר מאשר בשימוש במודל של תלמי, שהיה מקובל אז. הוא גם חשב שמערכת השמש קטנה בהרבה ממה שהיא באמת, כמו רוב האסטרונומים בתקופתו.

ובכל זאת, למודל שלו היה השפעה מכרעת על מדענים רבים כמו גלילאו, טיכו ברהה ויוהנס קפלר, שאימצו אותו ושיפרו אותו (הדבר אמור בעיקר כלפי קפלר).

רק התצפיות של גלילאו על כוכב הלכת נוגה בעזרת הטלסקופ החדש שהמציא היו הראיות הממשיות הראשונות לתאוריה של קופרניקוס.

את המערכת הקופרניקאית אפשר לסכם בשבע נקודות, כפי שקופרניקוס עצמו עשה בסיכום שנמצא ופורסם רק ב-1878:

• למסלולים של גופים אסטרונומיים אין מרכז אחד ששייך לכולם.
• מרכז הארץ אינו מרכז היקום, אלא רק המרכז של מסת הארץ ושל המסלול של הירח.
• כל כוכבי הלכת מסתובבים במסלול סביב השמש, ולכן השמש היא מרכז היקום (קופרניקוס לא היה בטוח האם השמש נעה או לא, כשהוא טוען כי מרכז היקום הוא "בשמש, או לידה").
• המרחק בין הארץ לשמש, ביחס למרחק בין הארץ לכוכבים הקבועים, הוא קטן מאד.
• התנועה היומית של השמש היא למראית עין בלבד, והיא נראית כנעה בגלל הסיבוב של כדור הארץ סביב צירו.
• הארץ סובבת סביב השמש, כמו שאר כוכבי הלכת, כך שכל התנועות-לכאורה של השמש במהלך השנה הם למעשה תנועה של הארץ.
• כשלוקחים בחשבון תנועות אלה של הארץ ושל השמש ניתן לחשב את כל המסלולים והמיקומים של שאר כוכבי הלכת.

[עריכה] הטלסקופ של גלילאו

ממציא הטלסקופ היה הולנדי בשם ליפרסהי, לוטש עדשות במקצועו, שבמקרה שיחק עם עדשות ופתאום ראה את המגדל העירוני קרוב אליו ביותר, ואז הבין שיש פה בסיס לפתח מכשיר אופטי מקרב, והטלסקופ שבנה ב-1608 הוא הראשון בהיסטוריה המתועדת. שמע ההמצאה הגיע לגלילאו שהיה מספיק מוכשר לבנות טלסקופ משלו אשר הגיע לכושר הגדלה של פי 32. הוא אף הצליח לאחר מכן לשכללו, כשהוא משמש בסיס לטלסקופים ענקיים בעתיד.

גלילאו לא השתעשע עם המכשיר החדש ומיד השתמש בו לצרכי תצפית בגרמי שמיים. בשנת 1610 גילה את ארבעת ירחיו הגדולים של צדק, ובכך הוכיח באופן ברור שתנועה שאינה סביב כדור-הארץ היא בגדר האפשר. גילוי ההרים והגאיות על-פני הירח וגילוי כתמי השמש, הנחיתו מכת מוות על הדוֹגמה של השמים שאינם משתנים.

גילוי זה נתן חיזוק משמעותי לתורתו של קופרניקוס ואישש את מה שגלילאו שיער אפריורי, שלשמש כוכבי לכת שכדור הארץ הוא אחד מהם, ולכוכבי הלכת ירחים כמו ירחו של כדור-הארץ, והשמש משמשת להם מרכז במערכת שהיא הגוף הדומיננטי בו.

בספרו "מכתבים על כתמי השמש" (1613) הצהיר גלילאו כי המודל ההליוצנטרי הוא היחיד התואם את הנתונים. ב-1632 כתב גלילאו את "דיאלוג על שתי השיטות הגדולות של העולם" (השיטה התלמאית והשיטה הקופרניקאית). במסווה של דיאלוג אובייקטיבי בין שלושה דוברים, ששניים מהם מייצגים את שתי השיטות והשלישי הוא מאזין נייטרלי, שם גלילאו לחוכא ואיטלולא את השקפת הכנסייה על מיקומה של הארץ במרכז היקום. הספר, שנכתב איטלקית ולכן היה נגיש לכל שכבות העם, הוכנס כמעט מיד לאינדקס הספרים האסורים (ממנו הוצא רק ב-1822). אולם, מאסרו ומשפטו של גלילאו לא יכולים היו לבלום את התפשטות הנתונים שהוא הציג, ועד אמצע המאה ה-17 כבר הייתה ההשקפה הגאוצנטרית נחלת העבר.

[עריכה] ניוטון - מבסס התאוריה ההליוצנטרית

ניוטון ביסס את התאוריה הקופרניקנית מבחינה מדעית. אמנם גלילאו גליליי קידם את השיטה ההליוצנטרית בזכות תצפיותיו האסטרונומיות, אך עדיין לא ידעו הקופרניקנים לתרץ את הטיעונים הנגדיים של תומכי השיטה הגיאוצנטרית. לדוגמה, איך ניתן היה להסביר שאבן הנזרקת באוויר כלפי מעלה נופלת באותו מקום, מבלי להתחשב בסיבובו של כדור הארץ. האיש שהצליח להעמיד פיזיקה חדשה שתתאים לקוסמולוגיה ההליוצנטרית, הוא ניוטון. בשנת 1687, כמעט מאה וחמישים שנה לאחר פרסום הספר של קופרניקוס, פרסם ניוטון את ספרו הנודע, ה"פרינציפיה", או בשמו המלא "היסודות המתמטיים של פילוסופיית הטבע", שבו השלים את המהפכה הקופרניקנית. בספר זה הציג ניוטון את תורתו הפיזיקלית על חוקי התנועה (הידועים בשמות החוק הראשון של ניוטון, החוק השני של ניוטון והחוק השלישי של ניוטון) ועל חוק המשיכה האוניברסלי.

מכאן ואילך שלטה בעולם המדע ההשקפה הניוטונית, עד כדי כך שהיו אומרים שכשהאל ברא את העולם הוא קודם כל נמלך בניוטון. רק בתחילת המאה ה־20 תתרחש מהפכה מדעית-פילוסופית חדשה, כשאלברט איינשטיין יציג את תורת היחסות שלו.

[עריכה] השלכות תרבותיות של פיתוח המודל ההליוצנטרי

[עריכה] הפולמוס הדתי

ערעור מרכזיותה של האדמה היה מבחינת הכנסייה ערעור על ההגמוניה שלה ופיחות במעמדה, לכן אולץ גלילאו לחזור בו מ"כפירתו" כלומר חזרה מתפיסת קופרניקוס בה דגל ובעצם תגליותיו נתן לה חיזוק ואישוש.

המשפט המפורסם "ואף על פי-כן נוע תנוע"(במקור "EPPUR SI MUOVE") שיש הטוענים כי הוא אמר זאת מול הכנסייה, ככל הנראה אינו נאמר שם. יש להבין כי גלילאו היה חייב להיות זהיר מאוד בעת התייצבותו לפני הכנסייה ולמעשה, אם היה אומר את המשפט הנדון בסיטואציה הזו, היה משחק בחייו. הוא בוודאי זכר מה קרה לג'ורדנו ברונו האסטרונום והוגה הדעות שבשנת 1600 הועלה על המוקד בסרבו לחזור בו מהשקפותיו על מקומה "הלא מיוחס" של הארץ.

בהזדמנות זו יש גם לזכור שקופרניקוס לא העז להעלות את רעיונותיו החדשניים בימי חייו. קופרניקוס שהיה איש הממסד הדתי, כומר במקורו, לא העז לפרסם את ספרו "על הסיבובים" בו הוא מפרט את תורתו בימי חייו אלא ממש סמוך למותו בשוכבו על ערש דווי. מכל מקום, גלילאו לא היה מוכן "למות על תורתו" או "על קידוש" אמונתו, והוא היה מוכן לחזור לפחות למראית עין מהשקפותיו. (בניגוד למותו ההרואי של ברונו מת גלילאו בשיבה טובה במיטתו בשנת 1642 רחוק מעין הסערה.)

[עריכה] מדע ופילוסופיה

[עריכה] ההפרדה בין חומר לרוח

הפולמוס הדתי עם הכנסייה נבע מערעור שהציב המודל ההליוצנטרי על התפיסה האריסטוטלית ששלטה בעולם המדעי וקודמה על ידי הכנסייה. בעת העתיקה ובימי הבינים ההפרדה בין מדע ופילוסופיה הייתה מועטה ביותר. גם גישתו של אריסטו היתה, במובן הזה, הוליסטית.

ניתן לציין כמה נקודות בהן ערער המודל המדעי החדש על תפיסתו הפילוסופית של אריסטו.

ראשית, היחסים בין הארץ לגרמי השמיים היוו ייצוג של היחסים בין חומר לרוח. העובדה שכדור הארץ לא זז, על פי הגישה הישנה, ייצגה את החומר, שאין לו רצון. הוא נמשך למטה, אל המצב הסטטי. הוא רק מתבלה כל הזמן. האדם מורכב מחומר ורוח. החומר שבו מושך אותו למטה, אל כדור הארץ, אל חוסר היכולת לשנות. הרוח שבו מושכת אותו כלפי מעלה- אל התנועה הרצונית, המכוונת. גרמי השמיים הם אידאל רוחני. הם נעים, ותנועתם המעגלית מעידה על כך שתנועתם היא מטרה בפני עצמה. באופן מסוים, גרמי השמים נמשלו לאל, שקיומו אינו לצורך מטרה מסוימת אלא לצורך עצמו. ערעור על הגישה של "למעלה" ו"למטה" מוחלטים משותפים לכוכבים ולכדור הארץ, יחסיים למרכז כדור הארץ, הוא ערעור על האמונה בקיום חומר בזוי מול רוח נעלה.

[עריכה] טלאולוגיה

הגישה המדעית החדשה הכניסה מוטיבים של מקריות וחוסר תכלית. בעוד שניתן לנמק, אידאולוגית, את מרכזיותו של כדור הארץ, את מרכזיותה של השמש קשה יותר לנמק. (קופרניקוס בעצמו הציג את שיטתו כשיטה מדעית בלבד, שאין לה קשר לפילוסופיה. זה היה תקדים בהפרדתו של המדע מן הדת.) בתפיסתו של אריסטו, כפי שאומצה על ידי הכנסייה, העולם בנוי בצורה טלאולוגית, כלומר- לכל תכלית, והדברים הנעלים ביותר הם תכלית עצמם. כשם שהייתה תכלית לזרע של פרח כך גם הייתה תכלית לאדם. ברגע שהמרכז הוא השמש וכדור הארץ מקיף אותה "סתם", גם תכליתם של דברים אחרים, כמו בני אדם, מוטלת בספק, כמו גם קיומו של האל כתכלית לעצמו. ברורה, מכאן, התנגדותה של הכנסייה למודל ההליוצנטרי.

[עריכה] הערעור על תפיסת החושים

המודל ההליוצנטרי הביא להכרה שהחושים אינם מייצגים נאמנה את המציאות. גם אם נראה שגרמי השמים סובבים סביב הארץ- מדובר באשליה אופטית. בעקבות כך, השתנו הגדרות אונטולוגיות, כלומר התפיסה של "מהות הדבר הקיים". התכונות נתפסו כנפרדות מן העצמים, בניגוד לתפיסה מוקדמת יותר שגרסה מהות פנימית לתכונות, עד שנחשבו לחלק מן העצמים.

שינוי התפיסות האונטולוגיות חייב שינוי במתודה המדעית ובפילוסופיה של המדע. התפיסה האינסטינקטיבית של המתודה המדעית של אריסטו, שהתבססה על תצפיות ישירות בטבע ובארגונו, הוחלפה בפיתוח התאורטי- מתמטי של המדע ובשימוש באביזרי תצפית משוכללים יותר שלא החזירו את ביטחונם של הפילוסופים במראית העין. ניתן לראות השפעות של תפיסה זו בכתבי רנה דקארט. בספרו "על המתודה" הוא עורך ניסוי מחשבתי שבתחילתו הוא מניח שכל תחושותיו ותפיסותיו אינן מדויקות, ובסופו הוא מגיע למסקנה כי הדרך היחידה לבסס את קיומו של העולם כפי שהוא מכיר אותו היא על דרך הניסוי המחשבתי ולא על סמך התצפית.

ניתן לראות את ההתפתחות בתפיסת החושים גם באומנות של אותה תקופה. ציירים ואדריכלים הרחיבו את השימוש באשליות אופטיות בציורים, ובראשן הפרספקטיבה.

[עריכה] קישורים חיצוניים

• אבני דרך, עשר התגליות הגדולות בפיזיקה ובאסטרונומיה, באתר ifeel
• המערכת ההליוצנטרית, באתר הספריה הוירטואלית של מטח