מערכת השמש: להבין כיצד פועל סיבוב כוכבי הלכת
אינדקס
במשך מאות שנים, ה תפקוד מערכת השמש מעורר את סקרנותה של האנושות. ההוכחה לכך היא אינספור הפקות מחקר והפקות אור-קוליות בנושא המתפרסמות מדי שנה, בין אם בסביבות אקדמיות, קולנועיות או מדיה חברתית. ודווקא ברשתות החברתיות עורר פרסום בנושא את סקרנותם של כמה אנשים.
מערכת השמש כמו שלא ראיתם אותה מעולם
תוך מספר שניות, וללא הסבר נוסף, אנימציה שפורסמה כסלילים מציגה שתי דרכים שבהן מערכת השמש. ראשית, ה מערכת השמש כפי שהוא מכונה בדרך כלל עם האמרה: "איך אנשים חושבים את מערכת השמש". עד כאן, שום דבר חדש.
עם זאת, בחלק השני, הסרטון משווה ומציע פעולה בצורת מערבולת, המאופיינת בתנועות מהירות ומעגליות של כוכבי הלכת והשמש. האנימציה פורסמה באינסטגרם וב-TikTok בשנת 2019, אולם מדי פעם היא חוזרת להופיע ברשתות
אבל, האם זה נכון? האם יכול להיות שהשמש וכוכבי הלכת פועלים אחרת ממה שלמדנו? לאורך מאמר זה נסביר מדוע הסרטון אינו שגוי לחלוטין.
כיצד פועלת מערכת השמש?
קודם כל, עלינו להבין מהי הגלקסיה שלנו וכיצד היא פועלת. ובואו נתחיל עם מערכת השמש כולה.
על פי הערכות של מדענים וחוקרים, מערכת השמש שלנו נוצרה לפני כ-4,6 מיליארד שנים. נכון לעכשיו, ההשערה המקובלת ביותר לגבי הופעת היקום היא תיאוריה מטושטשת, שהוצג על ידי הפילוסוף הגרמני עמנואל קאנט, בשנת 1755, ופותח על ידי המתמטיקאי הצרפתי פייר-סימון לפלס, עשרות שנים מאוחר יותר (1796).
על פי ההשערה, מערכת השמש נוצרה לאחר קריסת ענן אבק וגז שמקורו בהתפוצצות כוכב סמוך. המשיכה הגרביטציונית של ליבת הענן הזה, או ליתר דיוק, הערפילית הזו, החלה לאסוף חומר, עד שהלחץ הפנימי הפך לעצום.
בתקופה זו החלו אטומי מימן להתמזג, הולידו הליום וגררו שחרור עצום של אנרגיה. כך נולדה השמש, שקלטה יותר מ-99% מהחומר הזמין.
"חלק גדול מהחומר הזה, הצפוף ביותר, נלקח לשמש, ויצר את הכוכב. צריך הרבה חומר מרוכז כדי ליצור כוכב והחלק הנדיר התקבץ יחד ויצר כוכבי לכת ואסטרואידים", מסביר הפרופסור ב- המחלקה לפיזיקה באוניברסיטה הפדרלית של Espírito Santo (Ufes) וסגן נשיא של מרכז אסטרופיזיקה וקוסמולוגיה (Cosmo/Ufes), דייווי רודריגס.
ריכוז המסה הגדול של השמש מייצר אנרגיית כבידה שגורמת לכוכבי הלכת להקיף את השמש התיאוריה של קפלר, בהתחשב בשמש כמסגרת ייחוס קבועה, לכוכבי הלכת יש תנועה מעגלית אחידה סביבה.
תיאוריה נוספת שמסבירה איך כוכבי לכת עובדים היא כבידה ניוטונית. על פי התיאוריה, שפותחה על ידי אייזק ניוטון, כוח הכבידה בין גופים בעלי מסה תמיד מושך ופרופורציונלי הפוך למרחק ביניהם.
"אם, למשל, היה כוכב לכת והוא היה במנוחה ביחס לשמש, מה היה קורה לו? בגלל כוח הכבידה, הוא פשוט ייפול לתוך השמש. אבל לכוכבי הלכת אין את התכונה הזו, הם לא הולכים לכיוון הכוכב, הם מסתובבים סביב השמש", מסביר דייווי רודריגס.
עם זאת, השאלה המתעוררת היא כיצד גופים יכולים לשמור על סיבוב זה מבלי להתנגש בשמש. לדברי פרופסור אופס דאווי רודריגס, מערכת השמש נוצרה לא מחומר שהיה נייח ביחס לשמש, אלא מחומר שהיה מומנטום זוויתי מסוים - הם הסתובבו בזמן היווצרותם - אז הכל הסתובב.
ארגון כוכבי לכת במסלול השמש
כפי שהזכרנו לעיל, ה כוכבי לכת מורכבים ממסהעם זאת, בכמויות שונות. לדוגמה, כַּספִּית, אשר קרוב מאוד לשמש, יש כמות קטנה יותר של חומר בהשוואה לכדור הארץ.
דייווי רודריגס מסביר שכאשר אתה מתרחק מה- Sol אפשר למצוא כוכבי לכת מסיביים יותר מהכוכב. דוגמה ברורה נוספת לכך היא יופיטר, כוכב הלכת המאסיבי ביותר במערכת השמש, שנמצא הכי רחוק מהשמש, אחריו יש כוכבי לכת בעלי מסות קטנות יותר.
דאווי רודריגס מסביר שנושא המסות של כוכבי הלכת אינו הגורם העיקרי להצדקת התארגנותם סביב השמש. "למעשה, אנו מכירים מערכות כוכבים אחרות, עם כוכבי לכת סופר מסיביים, כמו צדק, שקרוב מאוד ל- כוכב", כתוב.
"עכשיו תכונה אחת שיש להם היא שככל שהשמש רחוקה יותר, המסה העיקרית, כך מהירות הסיבוב נמוכה יותר. במילים אחרות, מרקורי צריך להסתובב מהר מאוד. בעוד אלה הרחוקים יותר פונים לאט יותר", הוא מציין.
זה עניין של התייחסות
כדי להבין האם השמש, כפי שמוצגת בסרטון, נעה ביחס לכוכבי הלכת או לא, יש צורך להבין באיזו מסגרת ייחוס משתמשים כדי לקבוע מי זז ביחס למי.
בפיזיקה, מסגרת הייחוס היא גוף או מיקום המשמש כדי לדעת אם גוף אחר או עצם בתנועה או לא. "נקודה מהותית נמצאת בתנועה ביחס להתייחסות כאשר מיקומה משתנה לאורך זמן ביחס להתייחסות זו", מסביר פרסום מהאוניברסיטה הפדרלית של ריו גראנדה דו סול (UFRGS).
כמו כן, לפי UFRGS, הנקודה המהותית עשויה להיחשב במנוחה ביחס למסגרת הייחוס כאשר המיקום אינו משתנה לאורך זמן.
"תאר לעצמך, למשל, שאתה נמצא בחללית קרובה לשמש. אתה במנוחה יחסית לשמש. אז למה היית מצפה? מה היית רואה? הייתם רואים את השמש עומדת במקום, כשהחללית במנוחה ביחס אליה, וכוכבי הלכת היו מסתובבים סביב השמש. עכשיו דמיינו שאתם לוקחים את החללית הזו ומתחילים לצאת במהירות גבוהה, עוזבים את מערכת השמש. מה תראה? אותה תמונה כמו הסרטון. במילים אחרות, תראה את השמש הולכת עם כוכבי הלכת מסתובבים סביבה."
דייווי רודריגס, פרופסור במחלקה לפיזיקה באופס
בחלק הראשון של הסרטון התמונה שמופיעה מוכרת, השמש במרכז וכוכבי הלכת מסתובבים סביב הכוכב. שוב, הייצוג הזה תלוי במסגרת ההתייחסות, שיכולה הייתה, למשל, להיות חללית שעוזבת את שביל החלב
"אם היה אפשר לעזוב את הגלקסיה שלנו, היינו רואים איך מערכת השמש עובדת כך: חבורה של חומר מסתובבת סביב מרכז הגלקסיה וכדור הארץ באמצע", אומר דייווי רודריגס.
סיבוב השמש בגלקסיה
תפקוד הגלקסיה, ליתר דיוק שביל החלב, אינו שונה מאוד מתפקוד מערכת השמש שלנו. שינוי מסגרת הייחוס שניתנה בדוגמה הקודמת, ושימוש בשביל החלב כמסגרת ייחוס, השמש נעה ביחס לגלקסיה.
במילים אחרות, באותו אופן שבו כוכבי הלכת מסתובבים סביב השמש, הם גם מסתובבים סביב משהו, במקרה הזה, סביב מרכז הגלקסיה.
לפי דאווי רודריגס, באותו אופן שבו כוכבי הלכת מסתובבים סביב הכוכב, עקב כוח הכבידה, השמש עוקבת אחר אותו היגיון על ידי סיבוב במרכז הגלקסיה. "לגלקסיה יש כמות הרבה יותר גדולה של חומר ממערכת השמש", הוא מסביר. ההוכחה לכמות גדולה זו של חומר מוסברת בעזרת התיאוריה המטושטשת.
ההבדל הוא שבמערכת השמש כמעט כל המסה מרוכזת בשמש ובכוכב הלכת המסיבי ביותר, צדק, במקרה זה. בגלקסיה, אין מקור כבידה מרוכז עד כדי כך שהוא חולש על כל שביל החלב.
דאווי רודריגס מסביר שעדיין לא ניתן לצאת משביל החלב כדי לצפות בו מבחוץ, עם זאת, אנו יכולים לצפות בגלקסיות אחרות ולהבחין שהן נראות כמו דיסק. "בדרך כלל זה מבנה זוהר, כמו דיסק. יש גלקסיות שונות יותר, אבל יש גלקסיות שדומות יותר לשביל החלב", הוא אומר.
מבחינת תפקוד, לגלקסיות יש את אותו אופן פעולה, כלומר, הכוכבים מסתובבים סביב הגלקסיה. "רוב העניין הוא מכוכבים והכוכבים האלה מסתובבים", הוא מסכם.
אבל אחרי הכל, האם הסרטון נכון? האם מערכת השמש היא מערבולת?
הסרטון לא שגוי. עם זאת, קביעה שמערכת השמש פועלת בצורה של מערבולת, כפי שמוצג בחלק השני של הסרטון, מבלי להסביר באיזו מסגרת ייחוס משתמשים, עלולה להפוך את המידע לטעות.
ראה גם:
הודו היא המדינה הראשונה שנחתה על הקוטב הדרומי של הירח
NASA+: סוכנות החלל מכריזה על שירות סטרימינג בחינם
מקורות: פרופסור דייווי רודריגס, נשיונל ג'יאוגרפיק ברזיל, unesp, UFSM, ברזיל אסקולה, UFRGS
נסקר על ידי גלאוקון ויטל ב-21/9/23.
גלה עוד על Showmetech
הירשם כדי לקבל את החדשות האחרונות שלנו בדוא"ל.
