שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.
»
«
מי גילה את כוח הכבידה?
ראשית בפשטות, נסביר שכוח הכבידה (Gravity) הוא כוח שמושך תמיד ישר למטה, כלפי מרכז כדור הארץ, או למטה בכל כוכב בעל מסה.
כוח הכבידה, או "גרוויטציה" הוא אחד הכוחות הבסיסיים שיש בטבע. הכבידה הוא כוח משיכה שפועל בין גופים ומושפע מהמסה שלהם.
היסטורית, התגלה כוח המשיכה על ידי המתמטיקאי והפיזיקאי הדגול אייזק ניוטון. הוא פרסם אותו ביצירה פורצת הדרך ובת 3 הכרכים שלו ה"פרינקיפיה" (העקרונות), או בשמה המלא "פילוסופיה נטוראליס פרינקיפיה מתמטיקה". בלטינית משמעות שמה היא "עקרונות מתמטיים של פילוסופיית הטבע".
חוק המשיכה האוניברסלי שניסח אייזיק ניוטון הגדיר את המשיכה בין כל שני גופים בעלי מסה, כמשיכה זה לזה ביחס ישר למסה שלהם וביחס הפוך לריבוע המרחק שיש ביניהם.
במאה ה-20 הורחב חוק המשיכה על ידי אלברט איינשטיין שגרס כי גם חלקיקים כמו פוטונים לדוגמה (חלקיקים חסרי "מסת מנוחה") נמשכים לגופים אחרים.
הנה סרטון על כבידה (מתורגם):
http://youtu.be/px7bevMOOP0
כוח הכבידה מגביל את שהייתנו באוויר בכוח גופנו לשנייה אחת בלבד (מתורגם):
https://youtu.be/sDbmcPnzwy4
תפקידו של איינשטיין בהבנה המעמיקה של הכבידה בחלל:
https://youtu.be/xJ0m_0v6fQk
קדימון הסרט "גראוויטי" העוסק בכוח המשיכה בחלל:
http://youtu.be/OiTiKOy59o4
למה אסטרונאוטים מרחפים באוויר?
שמתם לב שבכתבות וסרטונים מתחנת החלל רואים את האסטרונאוטים שנמצאים שם כשהם מרחפים?
האם חשבתם פעם מדוע?
הסיבה היא שבחלל שורר חוסר משקל (Zero gravity) או לפחות מצב בו משקלו של גוף הוא כמעט אפסי (Weightlessness), קרוב מאוד לאפס (Microgravity).
ללא כבידה, או ליתר דיוק ללא כוח הכבידה, כל מה שבחללית מרחף. לכן וכדי שלא ייפגעו כל המכשירים והציוד, או יפגעו באסטרונאוטים, מחברים וקושרים אותם לקירות ולרצפת החללית.
בכדי להכין ולאמן אסטרונאוטים לשהות בחלל, יש לסוכנויות חלל כמו נאס"א מתקנים מיוחדים, דוגמת בריכות ענק, המאפשרות לחקות חוסר משקל על ידי ציפה ניטרלית, כשמסת הגוף, למעשה, משתווה למסה של המים. בכך מאפשרים מתקנים כאלו לאמן את האסטרונאוטים בחיים ובתפקוד במצבים של חוסר משקל או משקל זעיר.
האמת היא שבחלליות האסטרונאוטים בעצם נופלים, ממש נופלים, רק שהמהירות הגבוהה של החללית שומרת אותם באוויר. לכן, יש גם מטוסי אימון כאלו. במהלך טיסה במטוסי האימון הללו מבוטל כוח הכבידה, כשהטייסים מכוונים את המטוס להיות במשך 25 שניות כל פעם בנפילה חופשית בוואקום. זה מסייע לאמן את הנוסעים בחוסר משקל בהכנה לתנאים בחללית.
אגב, החיים בחוסר משקל פוגעים עד מונעים את ההתחדשות של השרירים והעצמות, מה שהופך את השהייה הארוכה בחלל למסוכנת או לפחות מזיקה, לפי אורך השהייה בחוסר משקל.
הנה הסיבה לריחוף של האסטרונאוטים בחלל:
https://youtu.be/iQOHRKKNNLQ
הבעיה בחיים בחלל עם חוסר משקל (מתורגם):
https://youtu.be/upp9-w6GPhU
הסבר נוסף לחוסר המשקל בחלל:
https://youtu.be/d57C2drB_wc
ותרגול חוסר הכבידה שמתרגלים האסטרונאוטים עוד באימונים, בתאי ריחוף ללא כוח כבידה:
https://youtu.be/IMIPTtvAuUU
מהו כוח הכבידה, או כוח המשיכה?
אם תזרקו חפץ כלשהו למעלה, הוא יחזור די מהר לאדמה. הסיבה היא שכדור הארץ מושך אותו אליו, בכוח שנקרא כוח הכְּבידה (Gravity).
כוח הכבידה הזה, או ה"גרוויטציה", הוא אחד הכוחות הבסיסיים שיש בטבע. זהו כוח משיכה, הפועל בין גופים שונים ומושפע מהמסה שלהם (בעיקרון, המשקל שלהם).
היה זה אייזיק ניוטון שניסח במאה ה-17 את "חוק הכבידה העולמי", כלל מדעי שקבע שבין כל שני גופים חומריים, גופים בעלי מסה, פועל כוח משיכה. הוא אף ניסח את כוח המשיכה הזה בנוסחה שביטאה את העובדה שככל שהגופים קרובים זה לזה ומכפלת המסות שלהם תהיה גדולה יותר, הכוח הזה יהיה יותר חזק.
מה שמדהים שניוטון קבע וצדק, שכל היקום מציית לאותם חוקי כבידה, או כוח המשיכה שתואר כאן. הוא הראה כיצד התנועה של ירחים, כוכבי-לכת, כוכבים וגלקסיות שלמות -כולם נעים בכפוף לחוק הזה.
אמנם האסטרופיזיקאים, הקוסמולוגים, או חוקרי היקום, מסיקים לא פעם על סמך התנועה של גלקסיות, שאיפה שהוא קיימת "מסה חסרה" המשפיעה על התנועה הזו ונראה כיוצא דופן. אבל העבר מראה שמתי שהוא מגלים מהו החומר שמסביר את השוני בתנועה הזו, או שמוצאים הסבר פיזיקלי הגיוני אחר, שמסתדר בדיוק עם כוח הכבידה.
המדהים הוא שניוטון גילה שאותו חוק בדיוק משפיע על כל מה שיש ביקום, מנוצה שנופלת על פני הקרקע ועד לגלקסיות שלמות, הנעות ביקום לפי חוקים מסודרים ומוגדרים היטב.
דבר מעניין לא פחות הוא שמאות שנים אחרי ניוטון, עדיין לא התגלה כיצד בדיוק פועל כוח המשיכה, או הכבידה. יש השערות שונות לכך, כמו זו שמציעה שחלקיק זעיר, שזכה לשם "גרביטון", מעביר מידע בין גופים בעלי מסות שונות ובכך הוא יוצר את כוח המשיכה ביניהם. החלקיק הזה לא נמצא עדיין, אם הוא בכלל קיים.
אם המדע לא הצליח למצוא את אותו חלקיק או למצוא הסבר טוב אחר להיווצרות הכוח הפיזיקלי המשפיע ביותר ביקום, זו ודאי ההוכחה הטובה ביותר לדרך הארוכה שהמין האנושי עוד צריך לעשות, על מנת לגלות את סודות היקום והחיים.
הנה כוח הכבידה וכיצד הוא פועל:
https://youtu.be/ltlws_pqogQ
כיצד כל מערכת השמש מוסברת באמצעות כוח המשיכה (מתורגם):
https://youtu.be/uhS8K4gFu4s
וניסויים בבית שמראים איך כוח הכבידה משחק עם ביצים:
https://youtu.be/J75oNGTWwaE
מהי אנרגיה פוטנציאלית?
אנרגיה פוטנציאלית היא אנרגיה שאצורה בגוף שכוח הפועל עליו, מיקומו או המצב שלו הקנו לו אנרגיה.
דוגמאות? - אם נחזיק חפץ באוויר הוא יהיה בעל אנרגיה פוטנציאלית, בזכות מיקומו באוויר, מעל לקרקע. אנרגיה פוטנציאלית כזו נובעת מכוח הכבידה של כדור-הארץ.
גם חץ שנורה מקשת הוא דוגמה, שכן הוא מממש את האנרגיה הפוטנציאלית שלו, שנובעת ממתיחת הקשת על ידי האדם שאוחז בה.
עוד דוגמה היא האנרגיה הגרעינית. זוהי אנרגיה פוטנציאלית שאגורה בחלקיקי גרעין האטום ורק שחרור שלה יביא לאפקט של אנרגיה חזקה זו - בהפקת חשמל, פיצוץ גרעיני, הנעת חלליות ועוד. היתוך גרעיני וביקוע גרעיני הן דרכים לשחרור האנרגיה הפוטנציאלית מהאטום.
הנה סרטון שמסביר בפשטות מהי אנרגיה פוטנציאלית:
http://youtu.be/U7qXXDF2cTM
היום אוגרים אנרגיה פוטנציאלית ההופכת לחשמל ירוק ונקי (עברית):
https://youtu.be/GdqXYCUY5_I
ומה שקורה כשהאנרגיה הפוטנציאלית הפכה לאנרגיה קינטית - אנרגיה של תנועה:
http://youtu.be/ASZv3tIK56k
למה דברים הקשורים למרכז מתרוממים בתנועה סיבובית?
העניין של התרוממות המושבים הקשורים אל המרכז קשורה בתנועה הסיבובית.
כי כל מה שמסתובב סביב ציר כלשהו ונמשך החוצה מהמרכז, ככל שהכוח שמסובב אותו חזק מספיק, או האנרגיה הסיבובית שלו חזקה, ולכן היא גוברת על כוחות אחרים, אפילו על כוח המשיכה, זה שמושך כל דבר בעל משקל אל הקרקע.
וכך, כשמסובבים במהירות על האצבע, חוט עם חפץ שקשור אליו, או כשעולים על קרוסלת הלונה פארק, זו שמסתובבת עם המושבים התלויים עליה - ככל שהמהירות של הדברים עולה, נוצרת בשני המקרים הללו אנרגיה סיבובית כה חזקה, עד שהיא מסוגלת להתגבר על כוח הכבידה, כוח שרבים קוראים לו "כוח המשיכה" ושמושך אותנו תמיד למטה, אל הקרקע.
ואם תגבר האנרגיה הסיבובית של הקרוסלה בלונה פארק, מתחילים המושבים הקשורים אליה להתרומם. כי הסיבוב המהיר יחסית שלה, גורם להם להימשך החוצה מהמרכז. ואז, ככל שהמהירות גדלה והאנרגיה הסיבובית הזו ממש חזקה, הם גם מתרוממים, כי הכוח הסיבובי של הקרוסלה הופך חזק מכוח הכבידה.
הגורם לכך נקרא "הכוח הצֶנְטְרִיפוּגָלִי", שמאפשר לנו לסובב דלי מלא במים במהירות, מבלי שהמים יפלו. כלומר כוח המשיכה של כדור הארץ מאבד את השפעתו על המים שבדלי, בשל הכוח הצנטריפוגלי החזק יותר.
אגב, אפשר להסיק מזה שככל שהמושבים במתקן הלונה פארק מתרוממים גבוה יותר, פירושו של דבר הוא ש... נכון, המתקן מסתובב מהר יותר.
ההתרוממות מהמרכז נובעת מהתגברות הכוחות, במקרה הזה של הכוח הצנטריפוגלי (עברית):
http://youtu.be/Fc1J97DUqRo?t=20s
בקיר המוות מאפשר כוח ההתמדה לאופנוע או למטבע להמשיך ולנוע ולא ליפול למרכז (עברית):
http://youtu.be/ZgVjjG182-Q?t=9s
גם תחנת החלל הבינלאומית שחגה סביב כדור הארץ לא נופלת או נעלמת בזכות כוח שמתאזן עם כוח הכבידה (עברית):
https://youtu.be/LyQ-iTHjI-8
איך חלליות עוזבות את האטמוספירה?
כדי להגיע לחלל, חייבות חלליות או ספינות חלל, לייצר דחף והנעה שיאפשרו להן להתמודד עם כוח הכְּבידה של כדור הארץ ולצאת את גבולות האטמוספרה (ראו בתגית "כוח הכבידה").
חללית רגילה תתקשה לעזוב את האטמוספרה, מבלי שתגיע למהירות מילוט מספקת, שתאפשר לה להשתחרר משדה הכבידה של כדור הארץ. אם תיכשל בהגעה למהירות זו, היא תישרף ותושמד בדרך לחלל ובעודה באטמוספרה. קראו על כך בתגית "מהירות מילוט".
לכן צריך להשתמש במַשגרים, כדי להגיע לחלל. זהו השלב הראשון, בו מרימים כלי כבד אל מעבר לאטמוספרה, לשם יציאה מכבידת כדור הארץ.
משגרים כאלו הם בדרך כלל כלי טיִס עוצמתיים, היכולים לפתח מהירות גבוהה מאוד, שתגיע לפחות למהירות מילוט של 11.2 קילוֹמֶטר לשנייה, שתאפשר להתגבר על כוח הכבידה של כדור הארץ.
לשם כך משתמשים בשתי שיטות שיגור לחלל. שיגור קרקעי מתבצע מהיבשה או מספינה. המשימה בו היא להגיע ממהירות אפס למהירות מילוט אדירה, שתאפשר יציאה לחלל ושהייה במסלול הקפה מסביב לכדור הארץ. שיגור ממטוס, לעומתו, מנצל את המהירות ההתחלתית של המטוס, העולה לגובה של עשרות קילומטרים ומשתמש במנועים חזקים מאוד.
#שיטות מילוט
שתי שיטות רווחות בתחום הזה, של מילוט מכבידת כדור הארץ:
מעבורת החלל המהירה והחזקה, למשל, מגיעה למהירות המילוט באמצעות דלק מוצק. הדלק המוצק הזה הוא סוג של פּוֹלימֶר עשוי מחומר הבנוי ממולקוּלוֹת ענקיות המורכבות מיחידות מִבנה, החוזרות על עצמן, כמו שרשרת עשויה חרוזים. החומר הצמיג הזה מעורבּב בגרגירי חומר מחמצֵן ויש לו יתרונות: הוא מייצר יותר אנרגיה ליחידת נפח, הוא פחות דליק ומסוכן מהדלק הנוזלי ומשקלו הנמוך, כי יש בו מעט צינורות ומשאבות, ביחס לדלק נוזלי.
ליציאה אל החלל הרחוק יותר, כמו במקרה של חלליות מחקר שיוצאות לכוכבי לכת רחוקים, או לצורך הוצאת לוויינים לחלל, משתמשים במשגרים ענקיים.
בשיטה זו משתמשים מאז שיגור הסְפּוּטְניק, הלוויין הראשון ששוגר לחלל בשנת 1957.
אבל מהם המשגרים הללו? - מחברים את החלליות או הלוויינים לרקטה עוצמתית ומהירה במיוחד. רקטה כזו, בעברית טיל, היא המשגר, שיווציא אותם מהאטמוספרה ויתגבר על כוח הכבידה.
בשיטה זו משתמשים בדלק נוזלי. השיטה מתבססת על מפגש בין חמצן ומימן הנמצאים במצב נוזלי. באמצעות הצתה ביניהם, יוצרים אנרגיה וכוח דחף אדירים. אלו יוצרים גזים בלחץ עצום, היוצאים מצדו האחורי של הטיל ודוחפים אותו, עם החללית או הלוויין המחוברים אליו, למעלה לשמיים ואל מחוץ לאטמוספרה.
שיגור כזה נערך בשלבים, מהשלב הגדול אל השלבים ההולכים וקטנים בהדרגה. לכל שלב בשיגור יש את המנוע שלו. אחרי שהוא ממלא את תפקידו, נפטרים ממנוע זה ומקילים על המשקל הכללי. שיטה זו הייתה עדיפה על מנוע גדול, כבד מאוד ובּזבּזני. יתרון נוסף של שיטה זו הוא בכך שבמידת הצורך, ניתן להפסיק את הזרמת הגזים לַמנוע בכל רגע ולחדש אותה שוב כשרוצים.
החיסרון המשמעותי של ההנעה בדלק נוזלי הוא בכך שהמימן והחמצן הם גזים דליקים ומסוכנים וכדי למנוע תאונות קטלניות, הכרחי לשלוט בהם היטב.
הנה חללית בלתי מאוישת היוצאת לחלל ושבה בחזרה (עברית):
https://youtu.be/yhkxoIwBkV0
מהירות המילוט הדרושה כדי לעזוב את אטמוספרת כדור הארץ:
https://youtu.be/-cn37Eg-qz0
צילום של מצלמת גו פרו על טיל שמטיס חללית לחלל כדי לשחרר אותה משדה הכבידה של כדור הארץ ואז היא צומחת לאדמה:
https://youtu.be/bDoh8zQDT38
על הקושי לחמוק מכוח המשיכה של כדור הארץ (מתורגם):
https://youtu.be/YlxKh4oCKhw
שיגור לוויין הביון הישראלי "אופק 10":
http://youtu.be/lx7SdH31Gbs
וסרטון מעולה שמסביר למה לא ניתן סתם כך לטוס אל החלל (מתורגם):
https://youtu.be/ne82ld4LaZE?long=yes
איך לוויינים מקיפים את כדור הארץ?
הסיבה שלוויינים מקיפים את הכוכב היא שהם נופלים.
כן, לוויינים (גם הירח הוא לוויין) נוטים להקיף גוף בעל מסה גדולה כמו כוכב בשל כוח הכבידה בגלל שהם למעשה נופלים.
כן, הלווין או הירח "נופלים” כל הזמן אל כדור הארץ. אך אם יש להם גם מהירות אופקית, הרי שבשילוב עם כוח הכבידה שכדור הארץ מפעיל עליהם, הם נוטים "להמשיך וליפול” עוד ועוד, מה שאומר שהם ממשיכים להסתובב סביב כדור הארץ. קוראים לזה "טיסת חלל מסלולית".
אבל מה סוד המהירות האופקית של הלווין?
כדי ליצור את המהירות האופקית של לוויינים מלאכותיים ולהכניסם לטיסה מסלולית כזו, מסביב לגרם שמימי, יש להאיץ את הרקטה, טיל או החללית שמעלים את הלוויין לחלל, למהירות של כ-28,000 קילומטרים לשעה, או כ-7.8 קילומטרים לשנייה.
אז כך בדיוק חגים סביב כדור הארץ לוויינים וגופים אחרים שאמורים להקיף את כדור הארץ, כמו תחנות חלל למשל. הם מועלים לחלל ועוזבים את האטמוספרה במהירות מילוט, באמצעות רקטות האצה. לאחר שעזבו את האטמוספרה, הלוויינים נפרדים מהרקטות או חלליות ההאצה ומוכנסים למסלול מעגלי, בו הם נעים סביב כדור הארץ ללא הפסקה. הם נעים במהירות שממשיכה את מהירות ההאצה שבה הם עזבו את כדור הארץ, במרחק קבוע ממנו.
הם לא נופלים ולא מתרחקים. הכוחות הפיזיקליים עושים את העבודה. כוח הכבידה מונע התרחקות מכדור הארץ והמומנטום, המהירות שצברו בהאצה מונעת נפילה אל כדור הארץ.
הנה ההסבר להקפת כדור הארץ על ידי הלוויינים (מתורגם):
http://youtu.be/tAUXIEr-VzM?t=12s
והלווין "ונוס" כשהוא נפרד מהמשגר שלו ומתחיל לחוג סביב כדור הארץ:
https://youtu.be/RycSOeVun9A
למה חורים שחורים מושכים אליהם הכל?
חורים שחורים הם מעין כוכבים אפלים שמושכים אליהם הכל. חור שחור הוא סוג של כוכב אפל, שנובע מכוכב שקרס. לחור שחור כוח כבידה עצום.
ג'ון מיטשל גילה במאה ה-18 שיש כוכבים שסובבים סביב שום דבר. השום דבר הזה הוא כוכב אפל הנקרא "חור שחור". החור השחור הוא כה גדול וחזק ובעל מסה אדירה, שיש לו כוח כבידה עצום. כוח כבידה כזה, של מיליוני ג'י (כוח הכבידה של כדור הארץ הוא בן ג'י אחד בלבד) הוא כה עצום שהוא בולע גם קרני אור. לכן הוא אפל ושחור.
מכיוון שאין גוף חומרי שמהירותו תעלה על מהירות האור, בולע חור שחור לא רק אור, אלא כל דבר שיתקרב אליו וילכד בכוח הכבידה שלו.
הנה החור השחור בולע הכל, כולל אור וכוכבים אחרים:
https://youtu.be/YG3N0T0JKB4
העניין הזה יצר גם פרדוקס מרתק (מתורגם):
https://youtu.be/r5Pcqkhmp_0
תסריט אימה של חור שחור שייכנס למערכת השמש שלנו. אל תתרגשו, זה לא יקרה בדורות הקרובים:
https://youtu.be/9Q9lnNcAX6c
וסרט תיעודי על הדרך שבה נוצרים חורים שחורים:
https://youtu.be/7h_mB0WW0jM?long=yes
למה צריך טילים כדי להוציא לוויינים לחלל?
ללוויינים אין יכולת לפתח מהירות גבוהה מספיק כדי לצאת מגבולות האטמוספירה. הם זקוקים למהירות מילוט מספקת, כזו שתייצר כוח שמתגבר על כוח הכבידה של כדור הארץ.
בקיצור, הם זקוקים למשגר. אמצעי שישגר אותם אל מחוץ לאטמוספרה.
מהירות המילוט (Escape Velocity) היא המהירות הנדרשת לגוף כלשהו כדי שיוכל להשתחרר משדה הכבידה של גרם שמימי, במקרה שלנו מכוח המשיכה של כדור הארץ.
לכן דרושות רקטות או טילים בעלי מהירות גבוהה מאוד, בכדי שניתן יהיה להוציא את הלוויינים אל מחוץ לאטמוספרה. מהירות המילוט הדרושה לשם כך היא, החזיקו חזק, 40,270 קילומטרים לשעה.
המהירות שמגיעים אליה כיום, בכדי לעזוב את האטמוספרה, היא בסביבות 11 קילומטרים בשנייה.
הנה הסבר של מהירות המילוט הדרושה כדי לעזוב את אטמוספרת כדור הארץ:
https://youtu.be/-cn37Eg-qz0
המחשה ויזואלית לעניין הזה:
https://youtu.be/b9Dj-5LUYlo
טיל שיוצר את מהירות המילוט הדרושה כדי להשתחרר משדה הכבידה של כדור הארץ:
https://youtu.be/th-NhrpSm40
שיגור לוויין הביון הישראלי "אופק 10":
http://youtu.be/lx7SdH31Gbs
והסבר למה לא ניתן סתם כך לטוס אל החלל (מתורגם):
https://youtu.be/ne82ld4LaZE?long=yes
ראשית בפשטות, נסביר שכוח הכבידה (Gravity) הוא כוח שמושך תמיד ישר למטה, כלפי מרכז כדור הארץ, או למטה בכל כוכב בעל מסה.
כוח הכבידה, או "גרוויטציה" הוא אחד הכוחות הבסיסיים שיש בטבע. הכבידה הוא כוח משיכה שפועל בין גופים ומושפע מהמסה שלהם.
היסטורית, התגלה כוח המשיכה על ידי המתמטיקאי והפיזיקאי הדגול אייזק ניוטון. הוא פרסם אותו ביצירה פורצת הדרך ובת 3 הכרכים שלו ה"פרינקיפיה" (העקרונות), או בשמה המלא "פילוסופיה נטוראליס פרינקיפיה מתמטיקה". בלטינית משמעות שמה היא "עקרונות מתמטיים של פילוסופיית הטבע".
חוק המשיכה האוניברסלי שניסח אייזיק ניוטון הגדיר את המשיכה בין כל שני גופים בעלי מסה, כמשיכה זה לזה ביחס ישר למסה שלהם וביחס הפוך לריבוע המרחק שיש ביניהם.
במאה ה-20 הורחב חוק המשיכה על ידי אלברט איינשטיין שגרס כי גם חלקיקים כמו פוטונים לדוגמה (חלקיקים חסרי "מסת מנוחה") נמשכים לגופים אחרים.
הנה סרטון על כבידה (מתורגם):
http://youtu.be/px7bevMOOP0
כוח הכבידה מגביל את שהייתנו באוויר בכוח גופנו לשנייה אחת בלבד (מתורגם):
https://youtu.be/sDbmcPnzwy4
תפקידו של איינשטיין בהבנה המעמיקה של הכבידה בחלל:
https://youtu.be/xJ0m_0v6fQk
קדימון הסרט "גראוויטי" העוסק בכוח המשיכה בחלל:
http://youtu.be/OiTiKOy59o4
שמתם לב שבכתבות וסרטונים מתחנת החלל רואים את האסטרונאוטים שנמצאים שם כשהם מרחפים?
האם חשבתם פעם מדוע?
הסיבה היא שבחלל שורר חוסר משקל (Zero gravity) או לפחות מצב בו משקלו של גוף הוא כמעט אפסי (Weightlessness), קרוב מאוד לאפס (Microgravity).
ללא כבידה, או ליתר דיוק ללא כוח הכבידה, כל מה שבחללית מרחף. לכן וכדי שלא ייפגעו כל המכשירים והציוד, או יפגעו באסטרונאוטים, מחברים וקושרים אותם לקירות ולרצפת החללית.
בכדי להכין ולאמן אסטרונאוטים לשהות בחלל, יש לסוכנויות חלל כמו נאס"א מתקנים מיוחדים, דוגמת בריכות ענק, המאפשרות לחקות חוסר משקל על ידי ציפה ניטרלית, כשמסת הגוף, למעשה, משתווה למסה של המים. בכך מאפשרים מתקנים כאלו לאמן את האסטרונאוטים בחיים ובתפקוד במצבים של חוסר משקל או משקל זעיר.
האמת היא שבחלליות האסטרונאוטים בעצם נופלים, ממש נופלים, רק שהמהירות הגבוהה של החללית שומרת אותם באוויר. לכן, יש גם מטוסי אימון כאלו. במהלך טיסה במטוסי האימון הללו מבוטל כוח הכבידה, כשהטייסים מכוונים את המטוס להיות במשך 25 שניות כל פעם בנפילה חופשית בוואקום. זה מסייע לאמן את הנוסעים בחוסר משקל בהכנה לתנאים בחללית.
אגב, החיים בחוסר משקל פוגעים עד מונעים את ההתחדשות של השרירים והעצמות, מה שהופך את השהייה הארוכה בחלל למסוכנת או לפחות מזיקה, לפי אורך השהייה בחוסר משקל.
הנה הסיבה לריחוף של האסטרונאוטים בחלל:
https://youtu.be/iQOHRKKNNLQ
הבעיה בחיים בחלל עם חוסר משקל (מתורגם):
https://youtu.be/upp9-w6GPhU
הסבר נוסף לחוסר המשקל בחלל:
https://youtu.be/d57C2drB_wc
ותרגול חוסר הכבידה שמתרגלים האסטרונאוטים עוד באימונים, בתאי ריחוף ללא כוח כבידה:
https://youtu.be/IMIPTtvAuUU
אם תזרקו חפץ כלשהו למעלה, הוא יחזור די מהר לאדמה. הסיבה היא שכדור הארץ מושך אותו אליו, בכוח שנקרא כוח הכְּבידה (Gravity).
כוח הכבידה הזה, או ה"גרוויטציה", הוא אחד הכוחות הבסיסיים שיש בטבע. זהו כוח משיכה, הפועל בין גופים שונים ומושפע מהמסה שלהם (בעיקרון, המשקל שלהם).
היה זה אייזיק ניוטון שניסח במאה ה-17 את "חוק הכבידה העולמי", כלל מדעי שקבע שבין כל שני גופים חומריים, גופים בעלי מסה, פועל כוח משיכה. הוא אף ניסח את כוח המשיכה הזה בנוסחה שביטאה את העובדה שככל שהגופים קרובים זה לזה ומכפלת המסות שלהם תהיה גדולה יותר, הכוח הזה יהיה יותר חזק.
מה שמדהים שניוטון קבע וצדק, שכל היקום מציית לאותם חוקי כבידה, או כוח המשיכה שתואר כאן. הוא הראה כיצד התנועה של ירחים, כוכבי-לכת, כוכבים וגלקסיות שלמות -כולם נעים בכפוף לחוק הזה.
אמנם האסטרופיזיקאים, הקוסמולוגים, או חוקרי היקום, מסיקים לא פעם על סמך התנועה של גלקסיות, שאיפה שהוא קיימת "מסה חסרה" המשפיעה על התנועה הזו ונראה כיוצא דופן. אבל העבר מראה שמתי שהוא מגלים מהו החומר שמסביר את השוני בתנועה הזו, או שמוצאים הסבר פיזיקלי הגיוני אחר, שמסתדר בדיוק עם כוח הכבידה.
המדהים הוא שניוטון גילה שאותו חוק בדיוק משפיע על כל מה שיש ביקום, מנוצה שנופלת על פני הקרקע ועד לגלקסיות שלמות, הנעות ביקום לפי חוקים מסודרים ומוגדרים היטב.
דבר מעניין לא פחות הוא שמאות שנים אחרי ניוטון, עדיין לא התגלה כיצד בדיוק פועל כוח המשיכה, או הכבידה. יש השערות שונות לכך, כמו זו שמציעה שחלקיק זעיר, שזכה לשם "גרביטון", מעביר מידע בין גופים בעלי מסות שונות ובכך הוא יוצר את כוח המשיכה ביניהם. החלקיק הזה לא נמצא עדיין, אם הוא בכלל קיים.
אם המדע לא הצליח למצוא את אותו חלקיק או למצוא הסבר טוב אחר להיווצרות הכוח הפיזיקלי המשפיע ביותר ביקום, זו ודאי ההוכחה הטובה ביותר לדרך הארוכה שהמין האנושי עוד צריך לעשות, על מנת לגלות את סודות היקום והחיים.
הנה כוח הכבידה וכיצד הוא פועל:
https://youtu.be/ltlws_pqogQ
כיצד כל מערכת השמש מוסברת באמצעות כוח המשיכה (מתורגם):
https://youtu.be/uhS8K4gFu4s
וניסויים בבית שמראים איך כוח הכבידה משחק עם ביצים:
https://youtu.be/J75oNGTWwaE
אנרגיה פוטנציאלית היא אנרגיה שאצורה בגוף שכוח הפועל עליו, מיקומו או המצב שלו הקנו לו אנרגיה.
דוגמאות? - אם נחזיק חפץ באוויר הוא יהיה בעל אנרגיה פוטנציאלית, בזכות מיקומו באוויר, מעל לקרקע. אנרגיה פוטנציאלית כזו נובעת מכוח הכבידה של כדור-הארץ.
גם חץ שנורה מקשת הוא דוגמה, שכן הוא מממש את האנרגיה הפוטנציאלית שלו, שנובעת ממתיחת הקשת על ידי האדם שאוחז בה.
עוד דוגמה היא האנרגיה הגרעינית. זוהי אנרגיה פוטנציאלית שאגורה בחלקיקי גרעין האטום ורק שחרור שלה יביא לאפקט של אנרגיה חזקה זו - בהפקת חשמל, פיצוץ גרעיני, הנעת חלליות ועוד. היתוך גרעיני וביקוע גרעיני הן דרכים לשחרור האנרגיה הפוטנציאלית מהאטום.
הנה סרטון שמסביר בפשטות מהי אנרגיה פוטנציאלית:
http://youtu.be/U7qXXDF2cTM
היום אוגרים אנרגיה פוטנציאלית ההופכת לחשמל ירוק ונקי (עברית):
https://youtu.be/GdqXYCUY5_I
ומה שקורה כשהאנרגיה הפוטנציאלית הפכה לאנרגיה קינטית - אנרגיה של תנועה:
http://youtu.be/ASZv3tIK56k
כבידה
העניין של התרוממות המושבים הקשורים אל המרכז קשורה בתנועה הסיבובית.
כי כל מה שמסתובב סביב ציר כלשהו ונמשך החוצה מהמרכז, ככל שהכוח שמסובב אותו חזק מספיק, או האנרגיה הסיבובית שלו חזקה, ולכן היא גוברת על כוחות אחרים, אפילו על כוח המשיכה, זה שמושך כל דבר בעל משקל אל הקרקע.
וכך, כשמסובבים במהירות על האצבע, חוט עם חפץ שקשור אליו, או כשעולים על קרוסלת הלונה פארק, זו שמסתובבת עם המושבים התלויים עליה - ככל שהמהירות של הדברים עולה, נוצרת בשני המקרים הללו אנרגיה סיבובית כה חזקה, עד שהיא מסוגלת להתגבר על כוח הכבידה, כוח שרבים קוראים לו "כוח המשיכה" ושמושך אותנו תמיד למטה, אל הקרקע.
ואם תגבר האנרגיה הסיבובית של הקרוסלה בלונה פארק, מתחילים המושבים הקשורים אליה להתרומם. כי הסיבוב המהיר יחסית שלה, גורם להם להימשך החוצה מהמרכז. ואז, ככל שהמהירות גדלה והאנרגיה הסיבובית הזו ממש חזקה, הם גם מתרוממים, כי הכוח הסיבובי של הקרוסלה הופך חזק מכוח הכבידה.
הגורם לכך נקרא "הכוח הצֶנְטְרִיפוּגָלִי", שמאפשר לנו לסובב דלי מלא במים במהירות, מבלי שהמים יפלו. כלומר כוח המשיכה של כדור הארץ מאבד את השפעתו על המים שבדלי, בשל הכוח הצנטריפוגלי החזק יותר.
אגב, אפשר להסיק מזה שככל שהמושבים במתקן הלונה פארק מתרוממים גבוה יותר, פירושו של דבר הוא ש... נכון, המתקן מסתובב מהר יותר.
ההתרוממות מהמרכז נובעת מהתגברות הכוחות, במקרה הזה של הכוח הצנטריפוגלי (עברית):
http://youtu.be/Fc1J97DUqRo?t=20s
בקיר המוות מאפשר כוח ההתמדה לאופנוע או למטבע להמשיך ולנוע ולא ליפול למרכז (עברית):
http://youtu.be/ZgVjjG182-Q?t=9s
גם תחנת החלל הבינלאומית שחגה סביב כדור הארץ לא נופלת או נעלמת בזכות כוח שמתאזן עם כוח הכבידה (עברית):
https://youtu.be/LyQ-iTHjI-8
כדי להגיע לחלל, חייבות חלליות או ספינות חלל, לייצר דחף והנעה שיאפשרו להן להתמודד עם כוח הכְּבידה של כדור הארץ ולצאת את גבולות האטמוספרה (ראו בתגית "כוח הכבידה").
חללית רגילה תתקשה לעזוב את האטמוספרה, מבלי שתגיע למהירות מילוט מספקת, שתאפשר לה להשתחרר משדה הכבידה של כדור הארץ. אם תיכשל בהגעה למהירות זו, היא תישרף ותושמד בדרך לחלל ובעודה באטמוספרה. קראו על כך בתגית "מהירות מילוט".
לכן צריך להשתמש במַשגרים, כדי להגיע לחלל. זהו השלב הראשון, בו מרימים כלי כבד אל מעבר לאטמוספרה, לשם יציאה מכבידת כדור הארץ.
משגרים כאלו הם בדרך כלל כלי טיִס עוצמתיים, היכולים לפתח מהירות גבוהה מאוד, שתגיע לפחות למהירות מילוט של 11.2 קילוֹמֶטר לשנייה, שתאפשר להתגבר על כוח הכבידה של כדור הארץ.
לשם כך משתמשים בשתי שיטות שיגור לחלל. שיגור קרקעי מתבצע מהיבשה או מספינה. המשימה בו היא להגיע ממהירות אפס למהירות מילוט אדירה, שתאפשר יציאה לחלל ושהייה במסלול הקפה מסביב לכדור הארץ. שיגור ממטוס, לעומתו, מנצל את המהירות ההתחלתית של המטוס, העולה לגובה של עשרות קילומטרים ומשתמש במנועים חזקים מאוד.
#שיטות מילוט
שתי שיטות רווחות בתחום הזה, של מילוט מכבידת כדור הארץ:
מעבורת החלל המהירה והחזקה, למשל, מגיעה למהירות המילוט באמצעות דלק מוצק. הדלק המוצק הזה הוא סוג של פּוֹלימֶר עשוי מחומר הבנוי ממולקוּלוֹת ענקיות המורכבות מיחידות מִבנה, החוזרות על עצמן, כמו שרשרת עשויה חרוזים. החומר הצמיג הזה מעורבּב בגרגירי חומר מחמצֵן ויש לו יתרונות: הוא מייצר יותר אנרגיה ליחידת נפח, הוא פחות דליק ומסוכן מהדלק הנוזלי ומשקלו הנמוך, כי יש בו מעט צינורות ומשאבות, ביחס לדלק נוזלי.
ליציאה אל החלל הרחוק יותר, כמו במקרה של חלליות מחקר שיוצאות לכוכבי לכת רחוקים, או לצורך הוצאת לוויינים לחלל, משתמשים במשגרים ענקיים.
בשיטה זו משתמשים מאז שיגור הסְפּוּטְניק, הלוויין הראשון ששוגר לחלל בשנת 1957.
אבל מהם המשגרים הללו? - מחברים את החלליות או הלוויינים לרקטה עוצמתית ומהירה במיוחד. רקטה כזו, בעברית טיל, היא המשגר, שיווציא אותם מהאטמוספרה ויתגבר על כוח הכבידה.
בשיטה זו משתמשים בדלק נוזלי. השיטה מתבססת על מפגש בין חמצן ומימן הנמצאים במצב נוזלי. באמצעות הצתה ביניהם, יוצרים אנרגיה וכוח דחף אדירים. אלו יוצרים גזים בלחץ עצום, היוצאים מצדו האחורי של הטיל ודוחפים אותו, עם החללית או הלוויין המחוברים אליו, למעלה לשמיים ואל מחוץ לאטמוספרה.
שיגור כזה נערך בשלבים, מהשלב הגדול אל השלבים ההולכים וקטנים בהדרגה. לכל שלב בשיגור יש את המנוע שלו. אחרי שהוא ממלא את תפקידו, נפטרים ממנוע זה ומקילים על המשקל הכללי. שיטה זו הייתה עדיפה על מנוע גדול, כבד מאוד ובּזבּזני. יתרון נוסף של שיטה זו הוא בכך שבמידת הצורך, ניתן להפסיק את הזרמת הגזים לַמנוע בכל רגע ולחדש אותה שוב כשרוצים.
החיסרון המשמעותי של ההנעה בדלק נוזלי הוא בכך שהמימן והחמצן הם גזים דליקים ומסוכנים וכדי למנוע תאונות קטלניות, הכרחי לשלוט בהם היטב.
הנה חללית בלתי מאוישת היוצאת לחלל ושבה בחזרה (עברית):
https://youtu.be/yhkxoIwBkV0
מהירות המילוט הדרושה כדי לעזוב את אטמוספרת כדור הארץ:
https://youtu.be/-cn37Eg-qz0
צילום של מצלמת גו פרו על טיל שמטיס חללית לחלל כדי לשחרר אותה משדה הכבידה של כדור הארץ ואז היא צומחת לאדמה:
https://youtu.be/bDoh8zQDT38
על הקושי לחמוק מכוח המשיכה של כדור הארץ (מתורגם):
https://youtu.be/YlxKh4oCKhw
שיגור לוויין הביון הישראלי "אופק 10":
http://youtu.be/lx7SdH31Gbs
וסרטון מעולה שמסביר למה לא ניתן סתם כך לטוס אל החלל (מתורגם):
https://youtu.be/ne82ld4LaZE?long=yes
הסיבה שלוויינים מקיפים את הכוכב היא שהם נופלים.
כן, לוויינים (גם הירח הוא לוויין) נוטים להקיף גוף בעל מסה גדולה כמו כוכב בשל כוח הכבידה בגלל שהם למעשה נופלים.
כן, הלווין או הירח "נופלים” כל הזמן אל כדור הארץ. אך אם יש להם גם מהירות אופקית, הרי שבשילוב עם כוח הכבידה שכדור הארץ מפעיל עליהם, הם נוטים "להמשיך וליפול” עוד ועוד, מה שאומר שהם ממשיכים להסתובב סביב כדור הארץ. קוראים לזה "טיסת חלל מסלולית".
אבל מה סוד המהירות האופקית של הלווין?
כדי ליצור את המהירות האופקית של לוויינים מלאכותיים ולהכניסם לטיסה מסלולית כזו, מסביב לגרם שמימי, יש להאיץ את הרקטה, טיל או החללית שמעלים את הלוויין לחלל, למהירות של כ-28,000 קילומטרים לשעה, או כ-7.8 קילומטרים לשנייה.
אז כך בדיוק חגים סביב כדור הארץ לוויינים וגופים אחרים שאמורים להקיף את כדור הארץ, כמו תחנות חלל למשל. הם מועלים לחלל ועוזבים את האטמוספרה במהירות מילוט, באמצעות רקטות האצה. לאחר שעזבו את האטמוספרה, הלוויינים נפרדים מהרקטות או חלליות ההאצה ומוכנסים למסלול מעגלי, בו הם נעים סביב כדור הארץ ללא הפסקה. הם נעים במהירות שממשיכה את מהירות ההאצה שבה הם עזבו את כדור הארץ, במרחק קבוע ממנו.
הם לא נופלים ולא מתרחקים. הכוחות הפיזיקליים עושים את העבודה. כוח הכבידה מונע התרחקות מכדור הארץ והמומנטום, המהירות שצברו בהאצה מונעת נפילה אל כדור הארץ.
הנה ההסבר להקפת כדור הארץ על ידי הלוויינים (מתורגם):
http://youtu.be/tAUXIEr-VzM?t=12s
והלווין "ונוס" כשהוא נפרד מהמשגר שלו ומתחיל לחוג סביב כדור הארץ:
https://youtu.be/RycSOeVun9A
חורים שחורים הם מעין כוכבים אפלים שמושכים אליהם הכל. חור שחור הוא סוג של כוכב אפל, שנובע מכוכב שקרס. לחור שחור כוח כבידה עצום.
ג'ון מיטשל גילה במאה ה-18 שיש כוכבים שסובבים סביב שום דבר. השום דבר הזה הוא כוכב אפל הנקרא "חור שחור". החור השחור הוא כה גדול וחזק ובעל מסה אדירה, שיש לו כוח כבידה עצום. כוח כבידה כזה, של מיליוני ג'י (כוח הכבידה של כדור הארץ הוא בן ג'י אחד בלבד) הוא כה עצום שהוא בולע גם קרני אור. לכן הוא אפל ושחור.
מכיוון שאין גוף חומרי שמהירותו תעלה על מהירות האור, בולע חור שחור לא רק אור, אלא כל דבר שיתקרב אליו וילכד בכוח הכבידה שלו.
הנה החור השחור בולע הכל, כולל אור וכוכבים אחרים:
https://youtu.be/YG3N0T0JKB4
העניין הזה יצר גם פרדוקס מרתק (מתורגם):
https://youtu.be/r5Pcqkhmp_0
תסריט אימה של חור שחור שייכנס למערכת השמש שלנו. אל תתרגשו, זה לא יקרה בדורות הקרובים:
https://youtu.be/9Q9lnNcAX6c
וסרט תיעודי על הדרך שבה נוצרים חורים שחורים:
https://youtu.be/7h_mB0WW0jM?long=yes
ללוויינים אין יכולת לפתח מהירות גבוהה מספיק כדי לצאת מגבולות האטמוספירה. הם זקוקים למהירות מילוט מספקת, כזו שתייצר כוח שמתגבר על כוח הכבידה של כדור הארץ.
בקיצור, הם זקוקים למשגר. אמצעי שישגר אותם אל מחוץ לאטמוספרה.
מהירות המילוט (Escape Velocity) היא המהירות הנדרשת לגוף כלשהו כדי שיוכל להשתחרר משדה הכבידה של גרם שמימי, במקרה שלנו מכוח המשיכה של כדור הארץ.
לכן דרושות רקטות או טילים בעלי מהירות גבוהה מאוד, בכדי שניתן יהיה להוציא את הלוויינים אל מחוץ לאטמוספרה. מהירות המילוט הדרושה לשם כך היא, החזיקו חזק, 40,270 קילומטרים לשעה.
המהירות שמגיעים אליה כיום, בכדי לעזוב את האטמוספרה, היא בסביבות 11 קילומטרים בשנייה.
הנה הסבר של מהירות המילוט הדרושה כדי לעזוב את אטמוספרת כדור הארץ:
https://youtu.be/-cn37Eg-qz0
המחשה ויזואלית לעניין הזה:
https://youtu.be/b9Dj-5LUYlo
טיל שיוצר את מהירות המילוט הדרושה כדי להשתחרר משדה הכבידה של כדור הארץ:
https://youtu.be/th-NhrpSm40
שיגור לוויין הביון הישראלי "אופק 10":
http://youtu.be/lx7SdH31Gbs
והסבר למה לא ניתן סתם כך לטוס אל החלל (מתורגם):
https://youtu.be/ne82ld4LaZE?long=yes
למה כל הנהרות זורמים לים?
כל נהר זורם לים כי המים נמשכים למקומות הנמוכים, בשל כוח הכבידה. למעשה, הנהר כמעט תמיד יוביל אל ים או אגם ותמיד הם יהיו נמוכים ממנו. במקרים שלא - הוא יתחבר לנהר אחר או לעמק או אגם נמוך ממנו.
כך הנהרות זורמים אל הים ובמקרה של הפרשי גובה גדולים הם יוצרים בדרכם מפלים. בנהר יהיו לא פעם גם פיצולים ופיתולים, שנגרמים בשל מחסומים והפרעות למסלול הישיר של המים.
מערכת הנהר כוללת תמיד את האפיק הראשי של הנהר, זה שאליו מתנקזים היובלים שמקורם באזורים ההרריים. ביובלים נאספים ומתרכזים המים שנובעים ממעיינות או ממי הגשמים והשלגים המפשירים, מה שנקרא "מי הנגר העילי".
מי נגר מקורם הוא במשקעים כמו גשם, שלג וברד, כמו גם מקרחונים מתמוססים. כשהקרקע רוויה במים רבים, מי הנגר הם המים שיזרמו על פני האדמה, כיוון שיש כה הרבה מים עד שהם לא נספגים ולא מחלחלים אל הקרקע. במקום זאת, הם זורמים בנחלים, בנהרות וביובלים שמתחברים אליהם.
ההבדל בין נחלים ונהרות הוא בממדים שלהם. הנהר תמיד ארוך מהנחל, כשכמות המים הזורמת בו גדולה משמעותית מזו הזורמת בנחל.
הנה דרכו של הנהר אל הים:
https://youtu.be/XJ_FNS8Z_ek
דרכם של המים בנהר:
https://youtu.be/Sv16XOnNKeU
עוד מדרכי הנהר מההרים ועד הים:
https://youtu.be/wi0fT3TCIGs
מטייל בעקבות מקורות נהר ומשם אל הים:
https://youtu.be/h-gJlWAnThM
ובדרך אל הים נהרות מתעקלים כדי לגבור על מחסומים בדרך:
https://youtu.be/8a3r-cG8Wic
כל נהר זורם לים כי המים נמשכים למקומות הנמוכים, בשל כוח הכבידה. למעשה, הנהר כמעט תמיד יוביל אל ים או אגם ותמיד הם יהיו נמוכים ממנו. במקרים שלא - הוא יתחבר לנהר אחר או לעמק או אגם נמוך ממנו.
כך הנהרות זורמים אל הים ובמקרה של הפרשי גובה גדולים הם יוצרים בדרכם מפלים. בנהר יהיו לא פעם גם פיצולים ופיתולים, שנגרמים בשל מחסומים והפרעות למסלול הישיר של המים.
מערכת הנהר כוללת תמיד את האפיק הראשי של הנהר, זה שאליו מתנקזים היובלים שמקורם באזורים ההרריים. ביובלים נאספים ומתרכזים המים שנובעים ממעיינות או ממי הגשמים והשלגים המפשירים, מה שנקרא "מי הנגר העילי".
מי נגר מקורם הוא במשקעים כמו גשם, שלג וברד, כמו גם מקרחונים מתמוססים. כשהקרקע רוויה במים רבים, מי הנגר הם המים שיזרמו על פני האדמה, כיוון שיש כה הרבה מים עד שהם לא נספגים ולא מחלחלים אל הקרקע. במקום זאת, הם זורמים בנחלים, בנהרות וביובלים שמתחברים אליהם.
ההבדל בין נחלים ונהרות הוא בממדים שלהם. הנהר תמיד ארוך מהנחל, כשכמות המים הזורמת בו גדולה משמעותית מזו הזורמת בנחל.
הנה דרכו של הנהר אל הים:
https://youtu.be/XJ_FNS8Z_ek
דרכם של המים בנהר:
https://youtu.be/Sv16XOnNKeU
עוד מדרכי הנהר מההרים ועד הים:
https://youtu.be/wi0fT3TCIGs
מטייל בעקבות מקורות נהר ומשם אל הים:
https://youtu.be/h-gJlWAnThM
ובדרך אל הים נהרות מתעקלים כדי לגבור על מחסומים בדרך:
https://youtu.be/8a3r-cG8Wic
כיצד נוסעות חלליות בהאצת כבידה?
האצת כבידה או 'מקלעת כבידתית' היא שיטה שהמציאו מהנדסי החלליות כדי לאפשר להן לנסוע למרחקים עצומים בחלל במינימום שימוש בדלק. היות שהחלליות לא יכולות לשאת את כמויות הדלק הענקיות הנדרשות למסעות ארוכים בחלל, מנצלים מתכנני המסעות את כוח הכבידה של כוכבי הלכת כדי לשנות את כיוונן או להאיץ אותן.
על פי השיטה של האצת הכבידה מפנים את החללית לקרבתו של כוכב לכת ועושים שימוש בכוח הכבידה שלו, מה שקוראים בשפה עממית "כוח המשיכה" שלו, משנה את מסלולה של החללית או מגדילה את מהירותה, מבלי שמשתמשים לשם כך בדלק.
הגשושית ג'ונו משתמשת במקלעת כבידתית במסעה אל כוכב צדק:
http://youtu.be/kZS4UsOHmLE
כך "נורית" חללית באמצעות המקלעת הכבידתית לעבר היעד:
http://youtu.be/ESHn0nl7WlA
המקלעת הכבידתית הביאה את הגשושית רוזטה, במסע של 12 שנה, לשביט שעליו הנחיתה רכב חלל:
http://youtu.be/qa0EjIYnHTE
הנה ב'מסע בין כוכבים':
http://youtu.be/2R9SmRhO-oc
האצת כבידה או 'מקלעת כבידתית' היא שיטה שהמציאו מהנדסי החלליות כדי לאפשר להן לנסוע למרחקים עצומים בחלל במינימום שימוש בדלק. היות שהחלליות לא יכולות לשאת את כמויות הדלק הענקיות הנדרשות למסעות ארוכים בחלל, מנצלים מתכנני המסעות את כוח הכבידה של כוכבי הלכת כדי לשנות את כיוונן או להאיץ אותן.
על פי השיטה של האצת הכבידה מפנים את החללית לקרבתו של כוכב לכת ועושים שימוש בכוח הכבידה שלו, מה שקוראים בשפה עממית "כוח המשיכה" שלו, משנה את מסלולה של החללית או מגדילה את מהירותה, מבלי שמשתמשים לשם כך בדלק.
הגשושית ג'ונו משתמשת במקלעת כבידתית במסעה אל כוכב צדק:
http://youtu.be/kZS4UsOHmLE
כך "נורית" חללית באמצעות המקלעת הכבידתית לעבר היעד:
http://youtu.be/ESHn0nl7WlA
המקלעת הכבידתית הביאה את הגשושית רוזטה, במסע של 12 שנה, לשביט שעליו הנחיתה רכב חלל:
http://youtu.be/qa0EjIYnHTE
הנה ב'מסע בין כוכבים':
http://youtu.be/2R9SmRhO-oc
איך נוצר הירח וכיצד קיבל את צורתו?
ישנם ויכוחים בין המדענים לגבי ההיווצרות של הירח והאבולוציה של הירח בהמשך. אחת התיאוריות המקובלות גורסת שהירח נולד במקביל לכדור הארץ, בהתנגשות בין כוכב הארץ הקדמון שנקרא "פלאנטיסימל" ובין אסטרואיד ענקי בגודל של מאדים, בערך לפני 4.5 מיליארד שנה.
התיאוריה גורסת שההתנגשות הזו גרמה לכמות אדירה של סלע נוזלי להינתק מכדור הארץ ולהתאחד לגוש חדש - הוא הירח. אותה פיסת כוכב, הירח שלנו, הייתה אז כדור אש ענקי, אך היא נותרה מאז לכודה בכוח הכבידה של כדור הארץ.
מאז התקרר הירח, ממש כמו כדור הארץ. הוא מסתובב במסלול אליפטי מסביבנו ולא נעלם, אם כי הוא מתרחק מכדור הארץ במספר סנטימטרים בכל שנה.
כך נוצר הירח מלווין של כדור הארץ (מתורגם):
https://youtu.be/10ZUcG099w4
סרטון שמדגים בעזרת מכתש אריזונה הקטן יחסית, איך יכול היה הירח להיווצר מהתנגשות שכזו:
http://youtu.be/c0FCE4H0Dro
וסרט תיעודי על היווצרות הירח:
https://youtu.be/WGTBJHFNywI?long=yes
ישנם ויכוחים בין המדענים לגבי ההיווצרות של הירח והאבולוציה של הירח בהמשך. אחת התיאוריות המקובלות גורסת שהירח נולד במקביל לכדור הארץ, בהתנגשות בין כוכב הארץ הקדמון שנקרא "פלאנטיסימל" ובין אסטרואיד ענקי בגודל של מאדים, בערך לפני 4.5 מיליארד שנה.
התיאוריה גורסת שההתנגשות הזו גרמה לכמות אדירה של סלע נוזלי להינתק מכדור הארץ ולהתאחד לגוש חדש - הוא הירח. אותה פיסת כוכב, הירח שלנו, הייתה אז כדור אש ענקי, אך היא נותרה מאז לכודה בכוח הכבידה של כדור הארץ.
מאז התקרר הירח, ממש כמו כדור הארץ. הוא מסתובב במסלול אליפטי מסביבנו ולא נעלם, אם כי הוא מתרחק מכדור הארץ במספר סנטימטרים בכל שנה.
כך נוצר הירח מלווין של כדור הארץ (מתורגם):
https://youtu.be/10ZUcG099w4
סרטון שמדגים בעזרת מכתש אריזונה הקטן יחסית, איך יכול היה הירח להיווצר מהתנגשות שכזו:
http://youtu.be/c0FCE4H0Dro
וסרט תיעודי על היווצרות הירח:
https://youtu.be/WGTBJHFNywI?long=yes
מהו מחזור חייו של כוכב?
מחזור החיים של כוכב מזכיר מאד את מחזור החיים של בני אדם ובעלי חיים. ממש כמונו, כוכבים נולדים, מתפתחים ולבסוף מתים.
כוכב נולד כשענן של גז (נקרא גם ענן מולקולרי או ערפילית) מתחיל להתכנס לתוך עצמו, בהשפעת כוח הכבידה, במהירות הולכת וגדלה (בשל כוח הכבידה שעולה במרכז הערפילית כל הזמן). הדבר גורם לעלייה בדחיסות ובלחץ הגזים שבו.
ענן המימן מקבל מבנה של כדור, שבמרכזו מתחיל היתוך גרעיני. הלחץ הגבוה שנוצר בכוח הכבידה, לוחץ את החומר של הכוכב כלפי פנים וגורם לחום עצום, חום של מיליוני מעלות. כך מתקיים היתוך גרעיני, נוצר לחץ קרינה שמאזן את לחץ הכבידה הגדול ונולד כוכב יציב.
מעתה יתקיים הכוכב כשבתוכו מתקיים היתוך גרעיני של גז המימן - חומר הדלק של הכוכב. החום הוא עצום בתוך הכוכב. הכוכב ימשיך להתקיים כל עוד גז המימן שבו לא אזל.
כשהמימן שבו ייגמר והפך כולו לגז הליום, מתחיל הכוכב לקרוס פנימה. מות הכוכב מתחיל כשנפסק ההיתוך הגרעיני שבלבו. שכבת הכוכב החיצונית נופלת פנימה ומגבירה את הלחץ, עת מתבצע היתוך של גז ההליום.
"הבזק ההליום" הזה הופך אותו לענק אדום. בכוכבים קטנים ישתחרר חומר מהענק האדום ויהפוך לערפילית והשאר יהפוך לננס לבן (ענק גז שנוצר מענן גז שקרס) וממנו לננס שחור.
בכוכבים גדולים יתפוצץ הענק האדום בסופרנובה אדירה ורובו יהפוך לחור שחור או לכוכב נייטרונים.
הנה סרטון שמסביר על היווצרות הכוכבים ומותם (עברית):
https://youtu.be/8UsoG09mAdE
כיצד נולדים כוכבים, איך הם משתנים ולבסוף נעלמים:
http://youtu.be/H8Jz6FU5D1A
על סוף היקום והכוכבים שיהפכו בסוף לננסים לבנים (מתורגם):
https://youtu.be/qsN1LglrX9s
קבוצת אנשים המייצגת את מה שקורה לחלקיקים שמתגבשים לכוכב:
http://youtu.be/WP5HA7fKDXk
מצגת וידאו על מחזור החיים הכוכבי:
http://youtu.be/u0gEaDqoH58
וסרט ארוך על חורים שחורים ועצומים בחלל, שהם סופם של כוכבים:
http://youtu.be/xp-8HysWkxw?long=yes
מחזור החיים של כוכב מזכיר מאד את מחזור החיים של בני אדם ובעלי חיים. ממש כמונו, כוכבים נולדים, מתפתחים ולבסוף מתים.
כוכב נולד כשענן של גז (נקרא גם ענן מולקולרי או ערפילית) מתחיל להתכנס לתוך עצמו, בהשפעת כוח הכבידה, במהירות הולכת וגדלה (בשל כוח הכבידה שעולה במרכז הערפילית כל הזמן). הדבר גורם לעלייה בדחיסות ובלחץ הגזים שבו.
ענן המימן מקבל מבנה של כדור, שבמרכזו מתחיל היתוך גרעיני. הלחץ הגבוה שנוצר בכוח הכבידה, לוחץ את החומר של הכוכב כלפי פנים וגורם לחום עצום, חום של מיליוני מעלות. כך מתקיים היתוך גרעיני, נוצר לחץ קרינה שמאזן את לחץ הכבידה הגדול ונולד כוכב יציב.
מעתה יתקיים הכוכב כשבתוכו מתקיים היתוך גרעיני של גז המימן - חומר הדלק של הכוכב. החום הוא עצום בתוך הכוכב. הכוכב ימשיך להתקיים כל עוד גז המימן שבו לא אזל.
כשהמימן שבו ייגמר והפך כולו לגז הליום, מתחיל הכוכב לקרוס פנימה. מות הכוכב מתחיל כשנפסק ההיתוך הגרעיני שבלבו. שכבת הכוכב החיצונית נופלת פנימה ומגבירה את הלחץ, עת מתבצע היתוך של גז ההליום.
"הבזק ההליום" הזה הופך אותו לענק אדום. בכוכבים קטנים ישתחרר חומר מהענק האדום ויהפוך לערפילית והשאר יהפוך לננס לבן (ענק גז שנוצר מענן גז שקרס) וממנו לננס שחור.
בכוכבים גדולים יתפוצץ הענק האדום בסופרנובה אדירה ורובו יהפוך לחור שחור או לכוכב נייטרונים.
הנה סרטון שמסביר על היווצרות הכוכבים ומותם (עברית):
https://youtu.be/8UsoG09mAdE
כיצד נולדים כוכבים, איך הם משתנים ולבסוף נעלמים:
http://youtu.be/H8Jz6FU5D1A
על סוף היקום והכוכבים שיהפכו בסוף לננסים לבנים (מתורגם):
https://youtu.be/qsN1LglrX9s
קבוצת אנשים המייצגת את מה שקורה לחלקיקים שמתגבשים לכוכב:
http://youtu.be/WP5HA7fKDXk
מצגת וידאו על מחזור החיים הכוכבי:
http://youtu.be/u0gEaDqoH58
וסרט ארוך על חורים שחורים ועצומים בחלל, שהם סופם של כוכבים:
http://youtu.be/xp-8HysWkxw?long=yes
מהי אנרגיה קינטית?
אנרגיה קינטית (Kinetic Energy) היא אנרגיה שיש לגוף בזכות התנועה שלו. האנרגיה הקינטית, הקרויה גם אנרגיית תנועה, תלויה במסה של הגוף ובמהירות שלו. משום שהמהירות של הגוף משתנה, גם האנרגיה הקינטית שלו משתנה.
רוצים דוגמה?
מים במפל נמצאים בנפילה חופשית. כשהם למעלה יש להם אנרגיה קינטית אפסית. אך המים מתחילים ליפול וצוברים מהירות בזכות תאוצת הכבידה (כוח הכבידה של כדור הארץ מקנה להם תאוצה).
צבירת המהירות של המים היא בעצם עליה באנרגיה הקינטית של המים הללו. אגב, האנרגיה הפוטנציאלית שהייתה למים לפני שהחלו ליפול, הולכת ויורדת ככל שהם יורדים בגובהם.
כך גם נסיעה ברכבת הרים בלונה פארק - בכל פעם שאנו למעלה יש לקרון שלנו אנרגיה פוטנציאלית גבוהה וכשאנו מתחילים לרדת, הוא הולך וצובר תאוצה ומהירות - זו האנרגיה הקינטית שלו.
הנה סרטון שמסביר מהי אנרגיה קינטית:
http://youtu.be/ASZv3tIK56k
כמה אנרגיה קינטית נוצרת ברכבת הרים בלונה פארק:
http://youtu.be/Ehx1P4adv6I
ובואו להתנסות בה:
https://youtu.be/-xNN-bJQ4vI?qr=yes
אנרגיה קינטית (Kinetic Energy) היא אנרגיה שיש לגוף בזכות התנועה שלו. האנרגיה הקינטית, הקרויה גם אנרגיית תנועה, תלויה במסה של הגוף ובמהירות שלו. משום שהמהירות של הגוף משתנה, גם האנרגיה הקינטית שלו משתנה.
רוצים דוגמה?
מים במפל נמצאים בנפילה חופשית. כשהם למעלה יש להם אנרגיה קינטית אפסית. אך המים מתחילים ליפול וצוברים מהירות בזכות תאוצת הכבידה (כוח הכבידה של כדור הארץ מקנה להם תאוצה).
צבירת המהירות של המים היא בעצם עליה באנרגיה הקינטית של המים הללו. אגב, האנרגיה הפוטנציאלית שהייתה למים לפני שהחלו ליפול, הולכת ויורדת ככל שהם יורדים בגובהם.
כך גם נסיעה ברכבת הרים בלונה פארק - בכל פעם שאנו למעלה יש לקרון שלנו אנרגיה פוטנציאלית גבוהה וכשאנו מתחילים לרדת, הוא הולך וצובר תאוצה ומהירות - זו האנרגיה הקינטית שלו.
הנה סרטון שמסביר מהי אנרגיה קינטית:
http://youtu.be/ASZv3tIK56k
כמה אנרגיה קינטית נוצרת ברכבת הרים בלונה פארק:
http://youtu.be/Ehx1P4adv6I
ובואו להתנסות בה:
https://youtu.be/-xNN-bJQ4vI?qr=yes
מהי מכונת התנועה הנצחית, הפֶּרְפֶּטוּם מוֹבִּילֶה?
מכונת התנועה הנצחית או "פֶּרְפֶּטוּם מוֹבִּילֶה" (Perpetuum Mobile) היא מכונה נצחית, מכונה המונעת פעם אחת וממשיכה לפעול עוד ועוד, לתמיד, ללא צורך באספקת אנרגיה נוספת. מרגע הפעלתה המכונה מסוגלת לייצר בעצמה את כל האנרגיה שהיא צורכת, מה שיאפשר לה לנוע לנצח ללא הפסקה. מכונה כזו לא תיתכן במציאות והיא רק בגדר משאלת נפש של חוקרים, מזה דורות רבים.
מכונה נצחית כזו, המסוגלת לפעול ביעילות, המאפשרת לה לייצר בעצמה את כל האנרגיה שהיא צורכת, מבלי לצרוך אנרגיה חיצונית ללא הפסק, נוגדת את חוקי הפיזיקה. עם זאת, אנשים וגופים רבים מנסים להתמודד עם בנייה של מכונות כאלה, בעלות הנעה עצמית שנובעת מכוחות הטבע.
על אף שאיש לא הצליח וכנראה גם לא יצליח לפתח מכונה שכזו, נוכלים שונים ניסו במהלך ההיסטוריה להציג מכונות שכאלה ולרוב נתפסו די מהר.
למה מכונת פרפטום מובילה לא תוכל לעבוד? (מתורגם)
https://youtu.be/A-QgGXbDyR0
כמה מכונות "נצחיות" מהשנים האחרונות:
http://youtu.be/2D9FcjTNaEk
הנה מכונת תנועה מתמדת, המבוססת על כוח הכבידה:
http://youtu.be/Rgp6gcSaF2Y
מכונת נצחית מגנטית:
http://youtu.be/YP4QVs3faY8
עוד מכונה בהנעה עצמית, מכוח הכבידה:
http://youtu.be/1nK2NkoUbes
מכונת התנועה הנצחית או "פֶּרְפֶּטוּם מוֹבִּילֶה" (Perpetuum Mobile) היא מכונה נצחית, מכונה המונעת פעם אחת וממשיכה לפעול עוד ועוד, לתמיד, ללא צורך באספקת אנרגיה נוספת. מרגע הפעלתה המכונה מסוגלת לייצר בעצמה את כל האנרגיה שהיא צורכת, מה שיאפשר לה לנוע לנצח ללא הפסקה. מכונה כזו לא תיתכן במציאות והיא רק בגדר משאלת נפש של חוקרים, מזה דורות רבים.
מכונה נצחית כזו, המסוגלת לפעול ביעילות, המאפשרת לה לייצר בעצמה את כל האנרגיה שהיא צורכת, מבלי לצרוך אנרגיה חיצונית ללא הפסק, נוגדת את חוקי הפיזיקה. עם זאת, אנשים וגופים רבים מנסים להתמודד עם בנייה של מכונות כאלה, בעלות הנעה עצמית שנובעת מכוחות הטבע.
על אף שאיש לא הצליח וכנראה גם לא יצליח לפתח מכונה שכזו, נוכלים שונים ניסו במהלך ההיסטוריה להציג מכונות שכאלה ולרוב נתפסו די מהר.
למה מכונת פרפטום מובילה לא תוכל לעבוד? (מתורגם)
https://youtu.be/A-QgGXbDyR0
כמה מכונות "נצחיות" מהשנים האחרונות:
http://youtu.be/2D9FcjTNaEk
הנה מכונת תנועה מתמדת, המבוססת על כוח הכבידה:
http://youtu.be/Rgp6gcSaF2Y
מכונת נצחית מגנטית:
http://youtu.be/YP4QVs3faY8
עוד מכונה בהנעה עצמית, מכוח הכבידה:
http://youtu.be/1nK2NkoUbes
מה חקרה החללית קאסיני בכוכב שבתאי?
החללית קאסיני-הויגנס המריאה בשנת 1997 למשימת מחקר בכוכב שבתאי. הדרך שבה שלחו אותה לשבתאי מעניינת - במקום לשלוח אותה לכיוון שבתאי, היא נשלחה דווקא לכיוון השמש. אנשי נאס"א השתמשו בטכניקה שנקראת "מקלעת כבידתית" - החללית התקרבה אל נוגה והשתמשה בכוח הכבידה שלו כדי להאיץ את מהירותה לכיוון כוכב שבתאי, כשבדרך היא משתמשת גם בהאצת כבידתם של כדור הארץ וצדק.
שבע שנים לאחר שיצאה לדרכה, בשנת 2004, נכנסה קאסיני למסלול של שבתאי והיא תשהה בו עד 2017, עת תתרסק באופן יזום אל שבתאי.
בסוף שנת 2004 שוחררה הגשושית הויגנס מקאסיני ויצאה אל האטמוספרה של הירח טיטאן. כעבור זמן קצר היא נחתה על טיטאן, שהפך לעצם החללי הרחוק ביותר שהונחת עליו כלי מכדור הארץ.
ב-2014 גילתה קאסיני שמתחת לקרח באחד מירחיו של שבתאי יש אוקיינוס. זה מבשר טובות כי ייתכן שבעתיד יוכלו בני אדם לחיות על ירח כזה.
הנה משימתה של החללית קאסיני:
http://youtu.be/MwikN8T06FM
ההישגים המדהימים שלה:
https://youtu.be/xrGAQCq9BMU
התמונות ששלחה משבתאי:
https://youtu.be/f1vGQJw8q4c
וסופה - בהתרסקות מרהיבה על הכוכב שאותו חקרה:
https://youtu.be/68vxYRAony8
החללית קאסיני-הויגנס המריאה בשנת 1997 למשימת מחקר בכוכב שבתאי. הדרך שבה שלחו אותה לשבתאי מעניינת - במקום לשלוח אותה לכיוון שבתאי, היא נשלחה דווקא לכיוון השמש. אנשי נאס"א השתמשו בטכניקה שנקראת "מקלעת כבידתית" - החללית התקרבה אל נוגה והשתמשה בכוח הכבידה שלו כדי להאיץ את מהירותה לכיוון כוכב שבתאי, כשבדרך היא משתמשת גם בהאצת כבידתם של כדור הארץ וצדק.
שבע שנים לאחר שיצאה לדרכה, בשנת 2004, נכנסה קאסיני למסלול של שבתאי והיא תשהה בו עד 2017, עת תתרסק באופן יזום אל שבתאי.
בסוף שנת 2004 שוחררה הגשושית הויגנס מקאסיני ויצאה אל האטמוספרה של הירח טיטאן. כעבור זמן קצר היא נחתה על טיטאן, שהפך לעצם החללי הרחוק ביותר שהונחת עליו כלי מכדור הארץ.
ב-2014 גילתה קאסיני שמתחת לקרח באחד מירחיו של שבתאי יש אוקיינוס. זה מבשר טובות כי ייתכן שבעתיד יוכלו בני אדם לחיות על ירח כזה.
הנה משימתה של החללית קאסיני:
http://youtu.be/MwikN8T06FM
ההישגים המדהימים שלה:
https://youtu.be/xrGAQCq9BMU
התמונות ששלחה משבתאי:
https://youtu.be/f1vGQJw8q4c
וסופה - בהתרסקות מרהיבה על הכוכב שאותו חקרה:
https://youtu.be/68vxYRAony8
מי היה האסטרונום פורץ הדרך גליליאו גליליי?
גלילאו גליליי היה פיזיקאי ואסטרונום איטלקי מהעיר פיזה. הוא נחשב לאבי האסטרונומיה המודרנית ואחד מאנשי המדע הדגולים והמשפיעים ביותר בכל הזמנים.
חשובים במיוחד הם המחקרים והתגליות שלו באסטרונומיה, כולל המאבק שניהל נגד תפיסותיה המדעיות השגויות של הכנסייה הקתולית, שדגלה בתפיסה השגויה שכדור הארץ הוא מרכז היקום.
גלילאו היה האסטרונום הראשון שפרסם השערות מדעיות ותגליות המבוססות על תצפיות באמצעות טלסקופ. הוא עשה זאת באמצעות טלסקופ שהוא בנה בעצמו ובאמצעותו הוא חקר את השמיים והחלל.
גלילאו לא היה רק אסטרונום מבריק אלא גם פיזיקאי, מתמטיקאי וממציא. בשנת 1609 בנה גלילאו את הטלסקופ הראשון שלו. בתקופתו של גלילאו היו נפוצים טלסקופים אך הם היו פשוטים למדי ויכולת ההגדלה המקסימלית של הטובים שבהם הייתה רק פי 3. המדען השאפתן רצה שיהיה לו טלסקופ עם יכולות הגדלה גבוהות יותר וחדות גבוהה יותר, שבאמצעותו הוא יוכל לערוך מחקרים ותצפיות אסטרונומיות.
לטלסקופ הראשון שבנה גלילאו הייתה יכולת הגדלה פי 8, אך הוא המשיך לעבוד ולשכלל אותו ולפתח דגמים משוכללים יותר ובעלי יכולת הגדלה טובה יותר. גלילאו בנה למעלה מ-100 טלסקופים שונים כשלטובים בהם היית יכולת הגדלה פי 30, הרבה יותר מכל טלסקופ אחר שהומצא עד ימיו.
באמצעות הטלסקופ שפיתח בעצמו הצליח גלילאו לגלות את ארבעת ירחיו הגדולים של כוכב צדק. ירחים אלו נקראים כיום איו, אירופה, גנימד וקליסטו, ונהוג לכנותם "הירחים הגליליאניים" על שמו. כיום ידוע כי לצדק יש 67 ירחים, אך ניתן לצפות בהם רק באמצעות טלסקופים משוכללים ומתקדמים יותר מהטלסקופ שהיה לגלילאו.
גלילאו תרם רבות גם לפיזיקה ובפרט למכניקה ולחקר תנועתם של גופים. אחד העקרונות החשובים ביותר שהוא גילה הוא עיקרון התמדה ("אינרציה"), גלילאו ניסח עקרון זה כך: "גוף הנע על משטח אופקי ללא הפרעה חיצונית ימשיך לנוע באותו כיוון ובמהירות קבועה". עקרון זה הפך בהמשך להיות החוק הראשון מתוך שלושת חוקי התנועה של ניוטון.
החדשנות הרבה של גלילאו בתחום הפיזיקה ניכרת בכך שהוא העניק חשיבות רבה לביצוע ניסויים אמפיריים, בכך ששילב מתמטיקה במחקריו הפיזיקליים ובהצלחות פורצות הדרך שלו לתאר את חוקי הטבע באמצעות נוסחאות מתמטיות.
בגלל שרעיונותיו המדעיים עמדו בסתירה לתפיסה המדעית של הכנסייה הקתולית, נרדף גלילאו על ידי האינקוויזיציה, גוף אפל שכפה את דעותיה הדתיות של הכנסייה הקתולית. הוא נרדף מכיוון שפרסם ספרים המבססים את שיטתו המדעית של קופרניקוס - לפיה כדור הארץ סובב סביב השמש והשמש עומדת במקומה.
טענה זו הייתה הפוכה לטענת הכנסייה, שהשמש סובבת את כדור הארץ שנמצא במרכז היקום. גלילאו הועמד למשפט ונמצא אשם. בסיום המשפט נגזר עליו עונש של מאסר עולם בביתו. נדרש ממנו גם לכפור בדעותיו ולהצהיר בפומבי כי הוא מתכחש לפירסומיו הקודמים ותומך בטענה לפיה הארץ היא מרכז היקום והשמש סובבת סביבה.
לאחר תום המשפט ומכיוון שחשש לחייו, הפסיק גלילאו לכתוב ולפרסם כמעט לחלוטין. בכל זאת הוא פרסם גם בסתר ספר אחד, שהוברח להולנד והודפס שם.
אבל על ערש מותו, מספרת האגדה, הוא אמר או כתב את המשפט החשוב: "ואף על פי כן, נוע תנוע". בו הוא התריס כנגד הכנסייה והצהיר שהארץ נעה סביב השמש ושלמעשה ישנם כוכבים רבים הנעים מסביבה. זה נאמר על אף שנאסר עליו לתמוך ברעיון הזה, אבל על ערש דווי הוא לא חשש יותר. בכך חזר בו מההכחשה הכפויה שנגזרה עליו בתום המשפט.
350 שנה אחרי מותו ולאחר שהוכח כי צדק לגמרי, זיכתה אותו הכנסייה מכל אשמה בנושא זה. בכך הוכרה חשיבותו גם כמי שתרם תרומה מכרעת למהפכה המדעית כולה.
גלילאו היה ממניחי היסודות למחקר המדעי המודרני, בכך שהעמיד את הניסוי האמפירי כתנאי הכרחי במחקר המדעי, במקום רעיונות פילוסופיים או השקפת עולם דתית, ששימשו עד אז יסוד למדע.
הנה סיפור תגליותיו המדהימות של גלילאו, תודות לטלסקופ שבנה (עברית):
https://youtu.be/Bf3y3B41J8I
לילדים - מעט על גליליאו גליליי ועל מאבקו באינקוויזיציה (עברית):
http://youtu.be/R75SJ5Lz2w4
תגליתו הגדולה והכעס שעוררה:
http://youtu.be/cTOJRU02QoY?t=10s
תולדות חייו של גליליאו בקצרה:
http://youtu.be/Rejbk1oJ2xg
וגם זה סיפורו:
http://youtu.be/NMM8vx9vDiE
גלילאו גליליי היה פיזיקאי ואסטרונום איטלקי מהעיר פיזה. הוא נחשב לאבי האסטרונומיה המודרנית ואחד מאנשי המדע הדגולים והמשפיעים ביותר בכל הזמנים.
חשובים במיוחד הם המחקרים והתגליות שלו באסטרונומיה, כולל המאבק שניהל נגד תפיסותיה המדעיות השגויות של הכנסייה הקתולית, שדגלה בתפיסה השגויה שכדור הארץ הוא מרכז היקום.
גלילאו היה האסטרונום הראשון שפרסם השערות מדעיות ותגליות המבוססות על תצפיות באמצעות טלסקופ. הוא עשה זאת באמצעות טלסקופ שהוא בנה בעצמו ובאמצעותו הוא חקר את השמיים והחלל.
גלילאו לא היה רק אסטרונום מבריק אלא גם פיזיקאי, מתמטיקאי וממציא. בשנת 1609 בנה גלילאו את הטלסקופ הראשון שלו. בתקופתו של גלילאו היו נפוצים טלסקופים אך הם היו פשוטים למדי ויכולת ההגדלה המקסימלית של הטובים שבהם הייתה רק פי 3. המדען השאפתן רצה שיהיה לו טלסקופ עם יכולות הגדלה גבוהות יותר וחדות גבוהה יותר, שבאמצעותו הוא יוכל לערוך מחקרים ותצפיות אסטרונומיות.
לטלסקופ הראשון שבנה גלילאו הייתה יכולת הגדלה פי 8, אך הוא המשיך לעבוד ולשכלל אותו ולפתח דגמים משוכללים יותר ובעלי יכולת הגדלה טובה יותר. גלילאו בנה למעלה מ-100 טלסקופים שונים כשלטובים בהם היית יכולת הגדלה פי 30, הרבה יותר מכל טלסקופ אחר שהומצא עד ימיו.
באמצעות הטלסקופ שפיתח בעצמו הצליח גלילאו לגלות את ארבעת ירחיו הגדולים של כוכב צדק. ירחים אלו נקראים כיום איו, אירופה, גנימד וקליסטו, ונהוג לכנותם "הירחים הגליליאניים" על שמו. כיום ידוע כי לצדק יש 67 ירחים, אך ניתן לצפות בהם רק באמצעות טלסקופים משוכללים ומתקדמים יותר מהטלסקופ שהיה לגלילאו.
גלילאו תרם רבות גם לפיזיקה ובפרט למכניקה ולחקר תנועתם של גופים. אחד העקרונות החשובים ביותר שהוא גילה הוא עיקרון התמדה ("אינרציה"), גלילאו ניסח עקרון זה כך: "גוף הנע על משטח אופקי ללא הפרעה חיצונית ימשיך לנוע באותו כיוון ובמהירות קבועה". עקרון זה הפך בהמשך להיות החוק הראשון מתוך שלושת חוקי התנועה של ניוטון.
החדשנות הרבה של גלילאו בתחום הפיזיקה ניכרת בכך שהוא העניק חשיבות רבה לביצוע ניסויים אמפיריים, בכך ששילב מתמטיקה במחקריו הפיזיקליים ובהצלחות פורצות הדרך שלו לתאר את חוקי הטבע באמצעות נוסחאות מתמטיות.
בגלל שרעיונותיו המדעיים עמדו בסתירה לתפיסה המדעית של הכנסייה הקתולית, נרדף גלילאו על ידי האינקוויזיציה, גוף אפל שכפה את דעותיה הדתיות של הכנסייה הקתולית. הוא נרדף מכיוון שפרסם ספרים המבססים את שיטתו המדעית של קופרניקוס - לפיה כדור הארץ סובב סביב השמש והשמש עומדת במקומה.
טענה זו הייתה הפוכה לטענת הכנסייה, שהשמש סובבת את כדור הארץ שנמצא במרכז היקום. גלילאו הועמד למשפט ונמצא אשם. בסיום המשפט נגזר עליו עונש של מאסר עולם בביתו. נדרש ממנו גם לכפור בדעותיו ולהצהיר בפומבי כי הוא מתכחש לפירסומיו הקודמים ותומך בטענה לפיה הארץ היא מרכז היקום והשמש סובבת סביבה.
לאחר תום המשפט ומכיוון שחשש לחייו, הפסיק גלילאו לכתוב ולפרסם כמעט לחלוטין. בכל זאת הוא פרסם גם בסתר ספר אחד, שהוברח להולנד והודפס שם.
אבל על ערש מותו, מספרת האגדה, הוא אמר או כתב את המשפט החשוב: "ואף על פי כן, נוע תנוע". בו הוא התריס כנגד הכנסייה והצהיר שהארץ נעה סביב השמש ושלמעשה ישנם כוכבים רבים הנעים מסביבה. זה נאמר על אף שנאסר עליו לתמוך ברעיון הזה, אבל על ערש דווי הוא לא חשש יותר. בכך חזר בו מההכחשה הכפויה שנגזרה עליו בתום המשפט.
350 שנה אחרי מותו ולאחר שהוכח כי צדק לגמרי, זיכתה אותו הכנסייה מכל אשמה בנושא זה. בכך הוכרה חשיבותו גם כמי שתרם תרומה מכרעת למהפכה המדעית כולה.
גלילאו היה ממניחי היסודות למחקר המדעי המודרני, בכך שהעמיד את הניסוי האמפירי כתנאי הכרחי במחקר המדעי, במקום רעיונות פילוסופיים או השקפת עולם דתית, ששימשו עד אז יסוד למדע.
הנה סיפור תגליותיו המדהימות של גלילאו, תודות לטלסקופ שבנה (עברית):
https://youtu.be/Bf3y3B41J8I
לילדים - מעט על גליליאו גליליי ועל מאבקו באינקוויזיציה (עברית):
http://youtu.be/R75SJ5Lz2w4
תגליתו הגדולה והכעס שעוררה:
http://youtu.be/cTOJRU02QoY?t=10s
תולדות חייו של גליליאו בקצרה:
http://youtu.be/Rejbk1oJ2xg
וגם זה סיפורו:
http://youtu.be/NMM8vx9vDiE
