כדי להבין את ביתנו, נתחיל מהתמונה הגדולה ביותר שיש: היקום כולו
מהו יקום?
היקום הוא כל מה שקיים: כל הכוכבים, כל הגלקסיות, כל החומר, החלל הריק וגם הזמן עצמו. הוא בנוי מגלקסיות עצומות, ובהן מיליארדי כוכבים ומערכות פלנטריות. תאוריית המפץ הגדול מתארת את ראשית התפשטותו, ומחזור חיי הכוכבים מסביר כיצד נוצרים יסודות וחומרים ביקום.
סדרי הגודל ביקום: מהקטן אל הענק
כדי לסדר את היקום בראש, נטפס במדרגות הגודל. כל מדרגה גדולה בהרבה מהקודמת. ההיגיון הוא פשוט: כל שכבה גדולה כוללת את כל מה שמתחתיה, כמו בובות מטריושקה.
מדרגות הגודל ביקום
יחידה
מה היא כוללת
דוגמה
כוכב לכת
גוף שמקיף כוכב
כדור הארץ, מאדים
מערכת כוכב
כוכב וכל הגופים שמקיפים אותו
מערכת השמש
גלקסיה
מיליארדי כוכבים, גז ואבק, קשורים בכוח הכבידה
שביל החלב
צביר גלקסיות
קבוצה של גלקסיות רבות שנעות יחד
הצביר המקומי
היקום
כל הצבירים, הגלקסיות והחלל שביניהם
הכול ביחד
סדר הגודל: כוכב לכת ← מערכת כוכב ← גלקסיה ← צביר גלקסיות ← היקום.
הסדר ביקום הוא כמו בובות מטריושקה: כל כוכב לכת הוא חלק ממערכת כוכב, שהיא חלק מגלקסיה, שהיא חלק מצביר גלקסיות.
מסע התרחקות: ראו כיצד כדור הארץ הופך לגרגר
שנת אור: יחידת המרחק של היקום
מרחקים ביקום עצומים כל כך עד שקילומטרים אינם שימושיים. לכן נעשה שימוש בשנת אור: המרחק שאור עובר בשנה אחת, בערך 9,460 מיליארד קילומטר. האור הוא הדבר המהיר ביותר שקיים, ובכל זאת הוא זקוק לשנה שלמה כדי לעבור מרחק של שנת אור אחת.
מרחקים ביקום בשנות אור
מהשמש לכדור הארץ
כ-8 דקות אור. האור שמגיע מהשמש כרגע יצא לדרך לפני 8 דקות בדיוק.
לכוכב הקרוב ביותר
פרוקסימה קנטאורי - יותר מ-4 שנות אור. מסע חלל לשם יימשך עשרות אלפי שנים.
קצה גלקסיית שביל החלב
כ-100,000 שנות אור. מקצה לקצה של הגלקסיה שלנו.
גלקסיית אנדרומדה (הקרובה)
כ-2.5 מיליון שנות אור. הגלקסיה הדומה לשלנו הקרובה ביותר.
הגלקסיה שלנו: שביל החלב
מערכת השמש שלנו נמצאת בתוך גלקסיה ענקית בשם שביל החלב. בגלקסיה שלנו יש מאות מיליארדי כוכבים, והשמש שלנו היא רק אחד מהם - כוכב ממוצע לחלוטין, שיושב בזרוע אחת של הגלקסיה. בלילה צח רחוק מהעיר אפשר לראות את שביל החלב כפס בהיר בשמים, אוסף אינסופי של כוכבים רחוקים.
כיצד נוצר היקום? תאוריית המפץ הגדול
ההסבר המדעי המקובל לראשית היקום הוא תאוריית המפץ הגדול. תאוריה מדעית אינה 'ניחוש', אלא הסבר שנתמך בעדויות רבות ושנבדק שוב ושוב. העדויות המרכזיות כוללות את התפשטות הגלקסיות ואת קרינת הרקע הקוסמית.
המפץ הגדול
ההסבר המדעי המקובל ביותר להיווצרות היקום נקרא תאוריית המפץ הגדול.
המפץ הגדול אינו פיצוץ בחלל קיים, אלא ההתפשטות של החלל עצמו. זו תאוריה מדעית חזקה שנתמכת בעדויות עצמאיות מכמה כיוונים.
מדוע העובדה שהגלקסיות מתרחקות זו מזו היא עדות לתאוריית המפץ הגדול?
מחזור החיים של כוכב
גם לכוכבים יש לידה, חיים ומוות, אך הם נמשכים מיליוני ומיליארדי שנים. כוכב הוא כדור ענק של גז, שבמרכזו מתרחשים תהליכים תרמו-גרעיניים: גרעיני מימן מתמזגים ויוצרים הליום, ובתהליך זה משתחררת כמות עצומה של אנרגיה. זוהי הסיבה שהשמש שלנו מאירה כבר 4.6 מיליארד שנים ועוד תאיר כ-5 מיליארד שנים נוספות.
שלבים בחיי כוכב
שלב
מה קורה
משך זמן משוער
לידה מערפילית
ענן של גז ואבק (ערפילית) מתכווץ בכוח הכבידה עד שמתחילים תהליכים תרמו-גרעיניים
מיליוני שנים
חיים - רצף ראשי
הכוכב יציב ומאיר, שורף מימן בליבתו. השמש שלנו בשלב זה
מיליארדי שנים
התפתחות - ענק אדום
כשהמימן אוזל, הכוכב מתנפח לממדי ענק ומשנה צבעו לאדום
מיליוני שנים
סוף כוכב קטן-בינוני
מתכווץ לגמד לבן ואז מקרר לגמד שחור - גוף מת וצפוף
מיליארדי שנים להתקרר
סוף כוכב ענק
מתפוצץ בסופרנובה, ועשוי להשאיר אחריו כוכב נויטרונים או חור שחור
שניות עד ימים
גודלו של הכוכב קובע את גורלו: כוכבים גדולים חיים פחות זמן ומסיימים בצורה דרמטית יותר.
מחזור חיי הכוכב: ערפילית של גז מתכווצת לכוכב מאיר, ולאחר מיליארדי שנים מתפשטת לענק אדום ומסיימת כגמד לבן או כפיצוץ סופרנובה וחור שחור.
שאלות לחשיבה
סדרו לפי גודל מהקטן אל הגדול: גלקסיה, כוכב לכת, צביר גלקסיות, מערכת כוכב.
מדוע מודדים מרחקים ביקום בשנות אור ולא בקילומטרים?
כוכב שאנחנו רואים בשמיים בלילה אולי כבר אינו קיים. הסבירו כיצד ייתכן הדבר.
כוכבים גדולים מסיימים את חייהם בפיצוץ סופרנובה, ואילו כוכבים קטנים מסיימים כגמד לבן. מהו הגורם לסוג הסיום השונה?
חלק ב׳ · בדיקת ידע
מבחן מסכם
קראו כל שאלה בעיון. בשאלות בחירה סמנו תשובה אחת, ובשאלות פתוחות כתבו תשובה מלאה במקום המיועד.
1.מהו יקום?
אכל מה שקיים: כל הכוכבים, הגלקסיות, החומר, החלל והזמן
בכוכב הלכת שלנו בלבד
גמערכת השמש בלבד
דהגלקסיה שלנו בלבד
2.סדרו מהקטן אל הגדול:
אכוכב לכת ← מערכת כוכב ← גלקסיה ← צביר גלקסיות
בגלקסיה ← כוכב לכת ← צביר גלקסיות ← מערכת כוכב
גצביר גלקסיות ← גלקסיה ← כוכב לכת ← מערכת כוכב
דמערכת כוכב ← גלקסיה ← כוכב לכת ← צביר גלקסיות
3.מהו שם הגלקסיה שבה נמצאת מערכת השמש שלנו?
אשביל החלב
באנדרומדה
גמאדים
דהמפץ הגדול
4.מהי שנת אור?
אהמרחק שאור עובר בשנה אחת
בשנה שיש בה יותר אור שמש
גהזמן שלוקח לאור להגיע מהשמש לכדור הארץ
דמספר שעות האור ביממה
5.לפי תאוריית המפץ הגדול, כיצד נוצר היקום?
אמנקודה קטנה, חמה וצפופה שהחלה להתפשט לפני כ-13.8 מיליארד שנים
במהתנגשות של שני כוכבי לכת
גמהתקררות של השמש
דהיקום היה תמיד בדיוק כמו היום
6.מה מניע את האנרגיה והאור של כוכב?
אתהליכים תרמו-גרעיניים במרכז הכוכב
בשריפת עצים
גחשמל מכבל
דהשתקפות אור מכוכב אחר
7.מהו חור שחור?
אגוף שנוצר מקריסת כוכב ענק, שכוח הכבידה שלו כה חזק שאפילו אור אינו נמלט ממנו
בחור בקרקע של כדור הארץ
גכוכב לכת קר במיוחד
דערפילית של גז ואבק
8.כוכב שאנחנו רואים בשמיים אולי כבר כבה. כיצד ייתכן הדבר?
אהאור שלו יצא לדרך לפני שנים רבות בגלל המרחק העצום, ואנחנו רואים את העבר שלו
בהכוכב מהבהב כי הוא חולה
גזו אשליה אופטית של העננים
דהדבר בלתי אפשרי, אם רואים כוכב הוא בהכרח קיים
9.מהי ערפילית?
אענן של גז ואבק בחלל, שממנו עשויים להיווצר כוכבים
בערפל כבד על פני כדור הארץ
גסוג של לוויין
דכוכב לכת קר
10.מה ההבדל בין סיום חיי כוכב קטן לבין סיום חיי כוכב ענק?
אכוכב קטן הופך לגמד לבן, כוכב ענק מתפוצץ בסופרנובה ועשוי להשאיר חור שחור
בשניהם מתפוצצים בסופרנובה
גשניהם הופכים לגמד לבן
דכוכבים לא מסיימים את חייהם לעולם
11.מהי העדות המרכזית לתאוריית המפץ הגדול?
אהגלקסיות מתרחקות זו מזו, מה שמלמד שפעם הן היו קרובות יותר
בהשמש קטנה מכדור הארץ
גכוכבי הלכת הסלעיים קרובים לשמש
דקיום מים נוזליים בכדור הארץ
12.מדוע החומרים שמרכיבים את גופנו (כמו ברזל ופחמן) נחשבים 'אפר כוכבים'?
אכי הם נוצרו בתוך כוכבים בתהליכים תרמו-גרעיניים ונפוצו בפיצוצי סופרנובה
