מהירות האור היא כמעט 300 אלף קילומטרים בשנייה! - אם תרצו לדעת כמה זה בדיוק, אז 299,792,458 מטרים לשנייה עובר האור.

מהירות האור היא המהירות המרבית שניתן להגיע אליה. הפיזיקאים גורסים שאיש לא יוכל לעבור את מהירות האור. הראשון שהוכיח זאת באופן מדעי היה אלברט איינשטיין, שהראה בתורת היחסות הפרטית שלו, אחת התיאוריות החשובות והמשפיעות בתולדות המדע בכלל והפיזיקה בפרט, שמהירות האור בריק היא הגבול העליון למהירות שבה יוכל חלקיק, גוף או מידע לנוע דרך המרחב, יחסית לצופה במנוחה.

מהירות האור משמשת בחלל כאמצעי למדידת מרחקים. כך ניתן לדבר על "שנת אור", כמרחק שאותו עושה האור בתקופה של שנה. אם נרצה, ניתן להציג את מרחק הירח לכדור הארץ כך ואז נקבל שהמרחק בין הירח אלינו הוא 1.28 שניות אור. וכך גם המרחק שלנו מהשמש, שהוא 8 דקות אור ו־18.6 שניות אור.


הנה סרטון על מהירות האור (עברית):

https://youtu.be/KHBnk81tIiU


על ההיסטוריה של מדידת מהירות האור, מגלילאו שחשב על כ-3.5 קילומטרים לשנייה ועד לידע המודרני והמדויק:

http://youtu.be/YYNyneNqm0c


הדגמה של המרחקים ביקום שעושה האור בפרקי זמן שונים:

http://youtu.be/17jymDn0W6U


וכך ניתן לעבור את מהירות האור (לא בדיוק, אבל בהתחכמות):

http://youtu.be/tElwjYnGbgU

מהירות האור נמדדה נכון בפעם הראשונה על ידי האסטרונום אולה רמר (Ole Rømer). זה היה בשנת 1676, כשהחוקר מדנמרק הצליח למדוד את מהירות האור. גלילאו אמנם ניסה לפניו, אבל הוא מדד את מהירות האור על פני כדור הארץ, במרחקים קצרים מאד. זה הוביל אותו למסקנה המוגבלת שמהירות האור היא גדולה. עד כמה גדולה הוא לא ידע לומר...

השיטה של רמר התבססה על תצפיות של ליקויי איו - הירח של כוכב הלכת צדק. רמר ערך את התצפיות כדי להוכיח את טענתו שכמו כל דבר בעולם, גם מהירות האור היא סופית, טענה חדשנית ולא מקובלת באותם זמנים, בהם סברו שמהירות האור היא אינסופית.

רומר, שהצליח לצפות את המועדים שבהם יתרחש ליקוי של ירח איו, שם לב שהחישובים שלו מתחילים להכזיב. הוא שם-לב שלאורך חודשים הולך ההפרש בין התחזית שלו לבין הליקוי האמיתי וגדל. לאחר מכן הוא הולך ומצטמצם בחזרה, עד שהתחזיות חוזרות להיות מדויקות. די מהר רומר הבין את הקשר שבין דיוק התחזיות שלו למרחקו של צדק מכדור-הארץ. כך הבין רומר והוכיח שלא זו בלבד שלאור יש מהירות סופית, העיכובים שבליקויי הירח של צדק, קשורים למרחק שלנו בכדור הארץ מכוכב צדק.

הצעד הבא שלו היה להשתמש בידע שאסף על מסלוליהם של צדק ושל כדור-הארץ, כדי לקבוע שמהירות-האור היא 200 אלף קילומטרים לשניה.

50 שנה אחריו יגלה הפיזיקאי בראדלי (Bradley) התזוזה המתמדת של כדור-הארץ משנה את זווית האור שמגיע אלינו מהכוכבים. הסטיה הזו הביאה אותו לעדכן את מהירות-האור לכ-301 אלף קילומטרים לשניה. אחריו יבוא הפיזיקאי הצרפתי פיזו וימדוד את מהירות האור כ-313 אלף קילומרים לשניה ובשנת 1809 יקטין האסטרונום ז'אן בטיסט ז'וזף דלמבר את מהירות האור למעט יותר מ-300 אלף לשניה.

אחריו השתמש המדען לאון פוקו במראות מסתובבות כדי למדוד את מהירות האור. אחרי מחקרים של 50 שנה, בהן הלך ושיפר את המדידות שלו, הוא הגיע למהירות של 299,796 קילומטר לשניה. עוד שיפור קטן תרם ב-1958 הפיזיקאי האנגלי קית' דיווי פרום והתוצאה הפכה ל-299,792.5 קילומטר לשניה. כיום הפך ה-.5 שאחרי הנקודה ל-.45 וזו מהירותו הרשמית של האור.


הנה ההיסטוריה של מדידת מהירות האור, מהמחקר הראשון של גלילאו ועד לדיוק של ימינו:

https://youtu.be/YYNyneNqm0c


הדגמת המדידות של רמר:

https://youtu.be/XNJw0B1o8cQ


סיפור התגלית של רומר:

https://youtu.be/X2u8IZzycdM


והסבר החישוב האסטרונומי שלו:

https://youtu.be/JVN46dJdHP8

רבים מאנשי המדע סבורים שתנועה אל העבר (Time Travel To The Past) אינה אפשרית. יש בה לא מעט בעיות תאורטיות שלא נפתרו עדיין. עם זאת, מבחינה מדעית, יש תיאוריות שמראות שתנועה על ציר הזמן היא אפשרית בהחלט. אבל גם אם תנועה כזו תתאפשר, סביר שהיא תהיה אל העתיד ולא אל העבר.

מצד שני, הפיזיקאים עדיין לא פסלו את האפשרות של מסע אל העבר לחלוטין. אחד הבולטים שבהם הוא הפיסיקאי סטיבן הוקינג שגישתו היא שמסע בזמן אפשרי, אבל הוא יהיה מסע בכיוון אחד בלבד - לעתיד.

יש פתרונות מסוימים שיתכן שיכולים לאפשר זאת, בתנאי שיוסברו וייפתרו כמה פרדוקסים חשובים. אחד המוכרים שבהם הוא פרדוקס שנקרא "פרדוקס הסבא". לפיו, אם אדם ייסע לעבר אז תאורטית הוא יוכל להרוג מישהו מאבותיו ואז הוא לא יכול להיוולד... (הכירו את הפרדוקס לעומק באאוריקה, בתגית "פרדוקס הסבא").

פרדוקס מעניין אחר הוא "פרדוקס היצירה" שלפיו אדם שיבנה את מכונת הזמן יקבל אותה למעשה מעצמו. זה קורה כשהוא חוזר לזמן שבו קיבל את תכנית מכונת הזמן ומוסר אותה לעצמו. זה יוצר פרדוקס שאומר שממציא המכונה הוא אף אדם, מה שגורם לכך שהידע הדרוש לבניית המכונה נברא יש מאין.



כך היינו רוצים שייראה מסע אל העבר:

https://youtu.be/Jf_ajrfTrp8


תיאור של הפיזיקאי בריאן גרין את התשובה הפשוטה לכך:

https://youtu.be/ypel8ljjLr0


הסבר של בעיות ופתרונן בתנועה אל העבר:

https://youtu.be/95dJhYWwL90


פרדוקס הסבא (מתורגם):

https://youtu.be/XayNKY944lY


ובאופן מסוים אנו עורכים מסעות בזמן, כל אימת שאנחנו צופים בעתיקות במוזיאון:

https://youtu.be/9Z61ozmZ6RM

מרחק הירח היא רק שניית אור מכדור הארץ. במילים אחרות, לקרן אור שמאירה מכדור הארץ היה לוקח רק שניה אחת כדי להיראות על ידי מישהו שנמצא בירח.

המרחק בקילומטרים של הירח מכדור הארץ הוא 384,400 קילומטרים.

על אף שבהשוואה למרחקים שאנו מכירים על פני כדור הארץ עצמו מדובר במרחק עצום, זהו מרחק זעיר במונחים גלקטיים או חלליים.

ועדיין, האסטרונום פרד הויל חישב פעם שאם היינו מסוגלים לנהוג במכונית אל הירח, במהירות של 95 קילומטרים לשעה, היה לוקח לנו כמעט חצי שנה לגמוע את המרחק אליו.

אגב, כמובן שהכל תאורטי כי שום מכונית לא הייתה מצליחה לצאת מגבולות האטמוספרה, שלא לדבר על המחסור בתחנות דלק בחלל, או בחמצן לשריפת הדלק במנוע.


הנה סיפורו והמרחק של הירח מאיתנו על כדור הארץ (עברית):

https://youtu.be/DOrZd85aWiw

השמש וכדור הארץ ממש קרובים זה לזה. במונחים יקומיים אנחנו ממש שכנים של השמש, דלת מול דלת, אם כי טכנית נכון יהיה לומר שאנו ישנים אצלה בסלון של מערכת השמש...

הרי מרחק השמש מאיתנו הוא 8 דקות אור. כלומר, קרן שמש שיוצאת מהשמש תגיע לכדור הארץ לאחר 8 דקות בלבד. בקילומטרים המרחק שלה מכדור הארץ נשמע קצת יותר מרשים - המרחק של השמש מאיתנו הוא 150 מיליון קילומטרים, או 93 מיליון מייל.

אבל השמש נראית קטנה, נכון? - זה מכיוון שהיא רחוקה. למעשה, הנפח של השמש הוא כמו הנפח של מיליון כדורי ארץ ביחד!

ואגב, במדידת מרחקים במערכת השמש משתמשים ביחידת מידה ששווה למרחק השמש מכדור הארץ - קראו עליה בתגית "יחידה אסטרונומית".


הנה סרטון על השמש ואנחנו:

https://youtu.be/VkW54j82e9U


כך פספסו את ההזדמנות לחשב את המרחק הזה כבר ביוון העתיקה:

https://youtu.be/lVgx0Eio2Mg


אבל במאה ה-18 הצליחו לגלות את המרחק בזכות מעבר של כוכב ונוס בינינו לבין השמש, מעבר שמתרחש אחת ל-108 שנים:

https://youtu.be/nRzAu1yG_uw

קרינת צ'רנקוב (Cherenkov Radiation) היא הקרינה שנפלטת כשחלקיק נע במהירות גדולה יותר מהמהירות של האור שאותו הוא יצר. מדובר באפקט מקביל מתחום האור, לבום על-קולי.

ההסבר של קרינת צ'רנקוב ממש מזכיר את ההסבר של בום העל-קולי: נניח שאלקטרונים נעים בכור-גרעיני או במאיץ-חלקיקים. האלקטרונים הללו יוצרים גלי-אור (גלים אלקטרומגנטיים).

אם האלקטרונים נעים בשלב כלשהו מהר יותר מגלי-האור שהם יוצרים, מה שיכול לקרות אם החומר שבו הם נעים מקטין את מהירות גלי-האור והם נעשים איטיים יותר מהאלקטרונים, במקרה כזה הם יפיקו "בום" של אור שזכה לשם "קרינת צ'רנקוב".

הקרינה הזו קרויה על שם הפיזיקאי פאבל צ'רנקוב. הוא שהסביר אותה לראשונה בשנת 1934 ואף זכה בפרס נובל לפיזיקה על תגלית זו.


הנה סרטון הסבר לקרינת צ'רנקוב:

http://youtu.be/x4Ir6E4IG64


ומבט אל הליבה של הריאקטור - היא האור הכחול שמאיר בחשיכה ואין שם נורה כלשהי שיוצרת אותו:

http://youtu.be/2hQ2W45vY-Q

מאיץ החלקיקים נמצא במרכז המחקר "צרן" בשווייץ. זהו מכון למחקר גרעיני, שיש בו מנהרה בעומק של 100 מטר מתחת לאדמה ובאורך של כ־27 קילומטר. במאיץ החלקיקים שנמצא בצרן עוסקים בהאצה של חלקיקים, במהירות הקרובה למהירות האור. המטרה היא לגרום להם להתנגש זה בזה וכך לנסות ליצור חלקיק חדש, או מה שמכנים לעתים "החלקיק האלוהי". שמו של החלקיק "בוזון היגס" וקיומו נחזה במחקר התיאורטי.

את החלקיק הזה לא ניתן לראות, אבל אפשר לראות את ההשפעה שלו על הסביבה. ההשפעה הזו נראית כצילום רנטגן שעל גבי הרקע הכהה שלו נראים קווים לבנים, שתנועתם מזכירה צורה של ספירלה. קווים אלה מתארים את האפקט של תנועת החלקיק.


הנה סרטון על מאיץ החלקיקים בצרן (מתורגם):

http://youtu.be/U8zimacGobE


וכתבה על המדענים שמעורבים בפרויקט של מאיץ החלקיקים בצרן (עברית):

http://youtu.be/ihroneugjAg?t=28s

הברק הוא פריקה של חשמל סטטי שנמצא בעננים. פריקת החשמל הזו יוצרת פרץ אור חזק שנקרא "ברק" ורעש מפחיד שנקרא "רעם". אבל מדוע מגיע הרעם הרבה אחרי הברק?

מכיוון שמהירות הקול איטית ממהירות האור, הרעם מגיע אל אוזנינו מעט לאחר שאנו רואים את הברק.

הרי האור מגיע במהירות עצומה אך לקול לוקח יותר זמן לעבור את המרחק מהמקום שבו מתרחשת פריקת החשמל הסטטי ועד אלינו.


הנה סרטון הסבר על הברק והרעם (מתורגם):

http://youtu.be/HkSWuoF9_NM


השיר "ברקים ורעמים" מתוך הכבש ה-16 (עברית):

http://youtu.be/ua2hB0SxKyM


ומצגת וידאו עם הסברים על הברקים והרעמים (עברית):

http://youtu.be/s4KoNVpqxOg?t=6s

תולדות שיטות המדידה ( Measurement methods) הן תולדות האנושות, בעצם. בהיעדר שיטות מדידה קשה לדמיין את המסחר האנושי, החקלאות, התעשייה, ההנדסה והמדע.

כל הקידמה האנושית נבנתה על התפתחות שיטות מדידה ואלו העבירו את המין האנושי מחברה משל לקטים וציידים לחברה המייצרת את מזונה ואת שאר הדברים הדרושים לה.

שיטות מדידה יעילות הן שאפשרו את קיומן של מערכות משפט, שמנעו סכסוכים מסחריים, למשל, כמו גם מנהל תקין בגביית מסים וכדומה.

מהעת העתיקה ועד ימינו, קבעו האימפריות ומערכות השלטון המקומיות בעולם את תקני המידות והמשקלות. אלו משתנות בין ארצות ואזורים ופעמים רבות אימפריות ששלטו בעבר באזור כלשהו הן שהותירו את שיטות המדידה שהיו נהוגות אצלן.


#שיטות מדידה הראשונות
ככל הידוע לנו, כבר באלף הרביעי לפני הספירה נולדו שיטות המדידה הקדומות ביותר. הן הופיעו בתרבויות הראשונות, שהתפתחו באותה תקופה במצרים, מסופוטמיה ועמק האינדוס.

באזורים אלה יצרו התרבויות המקומיות שיטות מדידה שונות, ששימשו לצורכי אדריכלות בניין, מסחר, מרחקים ואפילו אמנות.

הדיוק של שיטות אלה במדידה של אורך, מסה וזמן היה מרשים. בעמק ההינדוס שבהודו של ימינו, למשל, גילו ארכאולוגים סרגל שנהב עם סימון של יחידות מידה באורך של כ-1.704 מילימטרים. כלי מדידה שכזה המעיד על יכולת טכנית רבה הנדרשת ליצירתו ועל מיומנות גבוהה במדידת אורכים.

בהינדוס פותחה אז גם מערכת מידות עשרונית, עם שיטה למדידת משקל שהשתמשה בחלוקה חכמה מאוד ויחידת משקל בת 28 גרם של היום.

באזור ארץ ישראל של היום, במצרים העתיקה ובבבל, השתמשו באותה תקופה בשיטות מדידת אורך שהתבססו על גוף האדם (אנו מכירים אותן כאמה, רגל, זרת).

למדידת זמן וקביעת השנה והחודש, למשל, השתמשו בגרמי השמיים, כמו הירח והשמש.

ונפח הם מדדו באמצעות זרעים. עד ימינו משתמשים ביחידת ה"קראט", שהתבססה על זרעי או גרעיני פרי החרוב.


הנה החשיבות של שיטות המדידה (מתורגם):

https://youtu.be/7bUVjJWA6Vw


סיפורה של השיטה המטרית:

https://youtu.be/MekxJse2vgs


הנה תולדות המדידה:

https://youtu.be/NValmBwli1Q


ההיסטוריה של המטר ומידות האורך:

https://youtu.be/dvVCNhWJvvo


למה המידות בבגדים שאנו קונים כל כך בעייתיות? (עברית)

https://youtu.be/9yBXYBZpksc


וסרט תיעודי על שיטות המדידה והשיטה המטרית:

https://youtu.be/334wjo8nydQ?long=yes

אין עוד נוסחה בעולם שהפכה לכל כך ידועה ולכל כך מצוטטת כמוהה. היא קובעת שככל שאתם נעים מהר, אתם הופכים כבדים. אנרגיית התנועה הופכת למסה (חומר), על אף שהמון אנרגיה נדרשת כדי לייצר מסה זעירה ביותר. דומה לעתים שכל יופיו והכוח של העולם והיקום הוכנס לנוסחה אחת פשוטה.

E=mc² היא נוסחה שהגה אלברט איינשטיין במסגרת תורת היחסות, או תאוריית היחסיות שלו. פירוש הנוסחה הוא גם שניתן להמיר מסה (m) לאנרגיה (E) ושכמות האנרגיה שתיווצר תהיה שווה למסה כפול מהירות האור (c) בריבוע. היות שמהירות האור היא כ-300,000 קילומטרים בשנייה, מדובר בהמון אנרגיה שאצורה בחומר (מה שיוכח הלכה למעשה בפצצת האטום שתומצא על סמך תגליותיו של איינשטיין).

מעבר לרעיונותיו הגדולים לגבי חלל וזמן, עסק איינשטיין לא מעט באנרגיה ובקשר בינה לבין החומר. הנוסחה מחברת בפשטות בין מסה ואנרגיה. מסה היא כמות החומר בגוף כלשהו.

הנוסחה הזו והעובדה שמסה קטנה ניתנת להמרה לאנרגיה, אפשרו למדענים גם להבין סוף סוף את מקור האנרגיה שיש לשמש ולכוכבים שביקום.

על אף שרבים לא מבינים אותה, E=mc² היא כנראה הנוסחה המפורסמת בעולם והמוכרת ביותר.


הנה הסבר הנוסחה של E=mc²:

http://youtu.be/ComZbnpHsuE


מדענים שרים את הנוסחה המפורסמת:

http://youtu.be/BuxFXHircaI


וסרטון מעט ארוך שמסביר את הנוסחה בהקשר של תורת היחסות:

http://youtu.be/7h7tyQlpda4?t=6s

כשהאור עובר דרך מים, הוא נשבר וכיוונו משתנה. לכן, קשית שמונחת בכוס עם נוזלים נראית כאילו היא שבורה. המתמטיקאי ההולנדי וילברורד סנל הסביר כבר במאה ה-17 שקרני האור נשברות, כשהן עוברות דרך תווך עם מהירות אור אחת לתווך בעל מהירות אור אחרת, במקרה הזה דרך המים. ההסבר זכה לשם המדעי "חוק סנל".

חוק סנל מסביר גם את הסיבה שכוכבים מנצנצים. גם קרני האור שלהם עוברות דרך תווך עם מהירות אור שונה, במקרה ההוא התווך הזה הוא אטמוספרת כדור הארץ.


הנה דוגמה לשבירה של קרני האור:

https://youtu.be/Bzmo-Zpek7M


על חוק סנל ושבירת קרני האור:

http://youtu.be/FH08Wlkb7I4


והסבר מפורט על חוק סנל, תוך ביצוע ניסויים שמדגימים אותו:

http://youtu.be/kc2o73FyN3I

"חור תולעת” (Wormhole) הוא מנהרה בחלל, היוצרת "קפיצת דרך” בחלל ומעבירה חומר אל כוכבי לכת אחרים.

אבל מסע במנהרת הזמן הזו יהיה לא רק מסע במרחב אלא גם בזמן.

תיאוריית "חורי תולעת” היא המשך לתורת היחסות הכללית של איינשטיין, כשחור התולעת הוא מעין חור שחור, המקשר באופן עקיף בין שתי נקודות בחלל וחוסך את הצורך במסע רגיל וארוך מאד.

בעצם "חור התולעת” הוא סוג של תעלה בה יישברו חוקי הפיזיקה ותתרחש תנועה בזמן, במהירות גבוהה ממהירות האור. לפי התיאוריה הוא מהווה קיצור דרך או מנהרה דרך החלל והזמן. בכך הוא מציע מעבר מהיר בין גלקסיות מרוחקות.

חלק מהחוקרים גורסים שיש חורי תולעת, המחברים אפילו בין יקומים.

הפיסיקאי סטיבן הוקינג מסביר שחוץ ממסעות אל כוכבי לכת רחוקים דרך חור תולעת, ניתן לקשר את שני הצדדים לאותו המקום בזמנים אחרים. כך תוכל חללית שתעבור דרכו להגיע לעבר הרחוק ויתכן בהחלט שנוסעיה יפגשו דינוזאורים או יחוו עידן אחר בתולדות כדור הארץ.

כנראה שלא נראה בקרוב מכונות זמן, כמו אלה שבספרות המדע הבדיוני או בספריה של גלילה רון פדר, בסדרות כמו "מסע בין כוכבים -חלל עמוק 9” ו”סטארגייט" ובסרטים כמו “בחזרה לעתיד”.

אפילו קיומם של חורי תולעת לא הוכח ואם יימצאו פעם, סביר שהם יהיו קטנים מאד ובני אדם וספינות חלל לא יוכלו כנראה להיכנס לתוכם.

אבל הפיזיקאים מדברים על "חורי תולעת” כתקווה הגדולה למסעות בזמן. דרך השערים המכונים חורי תולעת, הם גורסים, אולי נוכל בעתיד לצאת למסעות של ממש בזמן.


הנה סרטון תיעודי קצר המסביר מהם חורי תולעת (מתורגם):

https://youtu.be/9P6rdqiybaw?long=yes


על האפשרות לקיים מסעות בזמן באמצעות חור תולעת:

http://youtu.be/SLUzJeto0Wo


הסבר נחמד וקצרצר לחור התולעת (עברית):

http://youtu.be/SKXVDkF2svc


והסבר נוסף:

http://youtu.be/egTLqBqQkOM

לא ברור אם זה מיתוס אורבני או תיאוריית קונספירציה, אבל מספרים שזה קרה בניו יורק של 1951. אדם מבולבל, לבוש בבגדים שנראו כאילו נגזרו מהמאה ה-19, עמד באמצע הרחוב והתנהג בצורה מוזרה. הוא היה היסטרי ובשלב מסוים רץ אל מול המכוניות הרבות שבכביש ונדרס. כשחקרו את מותו וחיפשו בבגדי המת מצאו בכיסו תעודה על שם רודולף פנץ. המסתורין גבר כשחיפוש ברשומות מצא שבן אדם בשם זה נעלם מביתו בעיר בשנת 1876.

אז הסיפור הוא בסך הכל סיפור מהעיתון ורעיון המסע בזמן מופיע בעיקר במדע הבדיוני ובספרות הבדיונית. אבל הפיזיקאים ואנשי המדע טוענים שהוא בהחלט אפשרי. סטיבן הוקינג מעריך שבשביל לטוס לעתיד נצטרך ככל הנראה חלליות ענק חזקות פי 2000, חלליות שיצליחו להגיע כמעט למהירות האור!

אפשרות נוספת, שכרגע היא תיאורטית לחלוטין, היא תנועה בזמן דרך חור תולעת - מעין מנהרת זמן בלתי נתפסת שעליה תוכלו לקרוא באאוריקה בתגית "חור תולעת".

הוקינג מעריך שרק אחרי כמה שנים של טיסה תצליח חללית שכזו להגיע למהירות שתאפשר לה לנוע בזמן. כל שעה על החללית תימשך אז שעתיים בכדור הארץ. כעבור 6 שנים, כשתגיע החללית למהירות של 99% ממהירות האור - בכל יום על החללית, תעבור שנה שלמה על כדור הארץ!

אגב, 18 שנה ייקח לחללית כזו להגיע לקצה הגלקסיה שלנו. אתם אורזים?


הנה המסתורין סביב רודולף פנץ, הנוסע בזמן שהתגלה בניו יורק:

https://youtu.be/ANN9Wc48dTY


האם זו החללית שתוכל לאפשר מסע בזמן?

http://youtu.be/YzMrNFd4oOk


ואיך לנוע בזמן דרך חור תולעת:

http://youtu.be/SafwXdP7ylc

אם היינו אומרים לכם שאתם נעים במהירות מטורפת של 800 אלף קילומטר לשעה ממש עכשיו, בעת שאתם קוראים את הערך הזה, האם הייתם מאמינים? - אז כן, זו מהירותנו כרגע על פני כדור הארץ שהוא חלק ממערכת השמש, שנעה במהירות זו סביב מרכז הגלקסיה שלנו. הסיבה שאיננו מרגישים בכך היא שאיננו משווים את מהירותנו ביחס לגוף אחר שעומד למשל במקום.

זו דוגמה שמראה את הבסיס לאחת התיאוריות המדעיות החשובות בהיסטוריה - תורת היחסות שהגה אלברט איינשטיין. למעשה יש 2 תורות יחסות: תורת היחסות הכללית ותורת היחסות הפרטית.

בתורת היחסות חזה איינשטיין למשל, שכוח הכבידה של גופים גדולים יוכל למשוך אפילו את קרני האור. אפילו גוף גדול כמו השמש יוכל, כך חזה איינשטיין, להטות את קרני האור העוברות קרוב אליו. המדהים הוא שחוקרים שבדקו את התחזית שלו, קבעו על פי מדידות מדויקות ביותר, שאכן קרני האור הוטו לכיוון השמש בעת שעברו בקרבתה!

אם תרצו ללמוד יותר על תורת היחסות - לחצו על אייקון ויקיפדיה שבערך והרחיבו את הידע שם. אנו נאמר רק שתורת היחסות הפרטית גורסת שמהירות האור קבועה בכל מערכת ייחוס. אחת התוצאות המפתיעות הנובעות מהנחה זו היא שאין זמן ומרחב מוחלטים - ככל שמערכת ייחוס נעה במהירות גבוהה יותר (עם מהירות האור כחסם עליון), ממד האורך של המערכת בכיוון התנועה מתכווץ ביחס לצופה נייח, והזמן המקומי שלה מתקדם לאט יותר מנקודת מבטו של אותו צופה.


הנה סיפור הזמן המשתנה לפי איינשטיין בהתייחס למהירות למשל (מתורגם):

https://youtu.be/R3tbVHlsKhs


הסבר של 7 דקות על תורת היחסות (מתורגם):

http://youtu.be/NUAUZ1v4iAs


סרטון קצר שמסביר את היחסות בצורה של 2 ברקים הפוגעים ברכבת:

http://youtu.be/wteiuxyqtoM?t=5s


עוד סרטון שמציג את התיאוריה של היחסיות שהגה אלברט איינשטיין:

http://youtu.be/uTO1kxxlkpw?t=6s


וסרט תיעודי על היחס בין עבר, הווה ועתיד, המתקיימים זה לצד זה:

https://youtu.be/vrqmMoI0wks?long=yes

כליא-ברק (Lightning rod) הוא מתקן פשוט המגן על הבית מפגיעת ברק. כליא-הברק הוא בעצם מוט ברזל שמושך אליו את הברק המאיים לפגוע בבית ומנתב את המטען החשמלי שלו אל הקרקע, מבלי שיגרום נזק.

ממציא הכליא-ברק הוא בנג'מין פרנקלין, מדען ודמות ציבורית שרבים סבורים בטעות שהיה נשיא ארצות הברית.

פרנקלין המציא את המתקן הפשוט לאחר שגילה שברק הוא בעצם התפרקות חשמלית. הוא גם זיהה שהברק נוטה לפגוע בנקודה הגבוהה ביותר שבקרבתו. מכך הסיק פרנקלין שאם ימקם מוט ברזל מעל לבניין הוא יאפשר לברק להתפרק מהמטען החשמלי שלו, בלא שיזיק לבניין עצמו וליושביו.


הנה סרטון שמסביר על הברקים והיווצרותם ועל המצאתו של פרנקלין (מתורגם):

http://youtu.be/HkSWuoF9_NM



המחקרים של פרנקלין ותרומתו להיסטוריה של מחקר וגילוי החשמל:

https://youtu.be/dqm8PTEIcBA


וכך נראה כליא ברק בסרט הבדיוני "מסע למעמקי האדמה":

http://youtu.be/_BhAyhppOvw

הרעם (Thunder) הוא הרעש שנוצר כתוצאה מפריקת החשמל הסטטי שבעננים, אותה פריקה שיוצרת את הברק (ראו בתגית "ברקים"). למעשה, הרעם הוא הדף שנגרם באוויר, בשל פריקת החשמל שנראית כברק. גלי הקול מתפשטים לכל הכיוונים וכשהם מגיעים לאוזנינו, הם נשמעים כרעם.

הרעם מגיע אל הצופה קצת אחרי הברק. הסיבה היא שמהירות הקול איטית בהרבה ממהירות האור ולכן אנו רואים את הברק ורק אחרי זמן קצר שומעים את הרעם שהוא גורם.


הנה מצגת וידאו על היווצרות הברק והרעם (עברית):

https://youtu.be/s4KoNVpqxOg


הסבר פשוט של הברק והרעם:

https://youtu.be/cu6K5h-J6xQ


הסבר נוסף:

https://youtu.be/EGyubhH13V4


הרצאת וידאו קצרה:

https://youtu.be/fEiVi9TB_RQ


וסופת ברקים בחיפה:

http://youtu.be/altjNEPKaNY

מהם הברקים?
איך נוצרים הברקים?


הברק (Lightning) הוא פרץ האור הגדול שמופיע בשמיים בעת סערה. מבחינה מדעית הברק מתרחש כשעננים פורקים חשמל סטטי שנמצא בהם.

הברק נראה כהבזק אור חזק מאד, שעושה גם רעש חזק מאד - רעש שהוא הרעם. בגלל ההבדלים בין מהירות האור (כשרואים את הברק) למהירות הקול (עד ששומעים את הרעם), מגיע הרעם אל אוזנינו מעט אחרי שאנו רואים את הברק.

למעשה, הברק הוא ניצוץ חשמלי ארוך מאוד, שאורכו יכול תהגיע לקילומטרים ואף לעשרות קילומטרים. הוא מתפרק חשמלית מהענן אל הקרקע ולפעמים מהענן אל תוך עצמו. לעיתים הוא מתפרק כלפי מעלה, אל היונוספרה, הגבוהה יותר.

בכל שנייה יש בממוצע 50 עד 100 ברקים, איפה שהוא על פני כדור הארץ. הסיכוי של אדם להיפגע מברק הוא, לפי הסטטיסטיקה האמריקאית, 1 ל-700 אלף.


כך נוצרים הברקים (עברית):

https://youtu.be/C6CSRcwTf8Y


קבלו את הברק והרעם (מתורגם):

http://youtu.be/HkSWuoF9_NM


על הברקים והיווצרותם:

https://youtu.be/h-0gNl5f4BU


והעננים שגורמים לברקים ולסערות קשות:

https://youtu.be/WyygaemPt9s