שתף קטע נבחר
הכי מטוקבקות

    הוויכוח ההיסטורי ששינה את פני האסטרונומיה

    ב-26 באפריל 1920 נערך בוושינגטון מה שלימים ייקרא "הוויכוח הגדול". שני המחנות המנוגדים בקרב הקהיליה האסטרונומית ניסו לשכנע מהן אותן ערפיליות ספירליות שנגלו מעיניות הטלסקופים. אבל אז הגיע אדווין האבל, מגדולי האסטרונומים של המאה ה-20, ועם תצפית אחת על כוכב בודד אילץ אותנו להעריך מחדש את מקומנו ביקום

    עד לשנות ה-20 של המאה הקודמת היו גודלו של היקום ומבנהו, מהותן של הגלקסיות, והמרחקים ביניהן, נושא לוויכוח בקרב הקהיליה האסטרונומית. רבים סברו כי הערפיליות הספירליות, אותם גופים שמימיים שנראו כעננים מעורפלים בעיניות הטלסקופים של אותה התקופה, הן גופים קטנים יחסית המצויים בתחומי שביל החלב. אחרים, לעומתם, סברו כי ערפיליות אלו הן גלקסיות בפני עצמן והיקום כולו זרוע בגלקסיות.

     

    העניין הגיע לשיאו באפריל 1920. האקדמיה הלאומית למדעים בוושינגטון תכננה לערוך דיבייט ב-26 באפריל 1920 - מה שלימים ייקרא "הוויכוח הגדול" - ובו יופיעו זה מול זה שני המחנות המנוגדים, שידונו בדבר טבען של הערפיליות מול מדעני הדור הבולטים ביותר של אותה תקופה. ההשקפה ולפיה שביל החלב כולל את היקום כולו ובכלל זה הערפיליות, הייתה נחלתם של האסטרונומים ממצפה הר ווילסון שבמחוז לוס אנג'לס בקליפורניה, והם שלחו את הרלו שייפלי, אסטרונום צעיר ושאפתן להגן על עמדתם. ההשקפה הנגדית ולפיה הערפיליות הן גלקסיות בזכות עצמן, הייתה מקובלת במצפה ליק, גם הוא בקליפורניה, והאסטרונום הנודע היבר קרטיס, נשלח להגן על עמדה זו.

    גופים ספירליים שניראו כעננים מעורפלים בשמי הלילה.  (צילום: נאס"א) (צילום: נאס
    גופים ספירליים שניראו כעננים מעורפלים בשמי הלילה. (צילום: נאס"א)

     

    רצה הגורל ושני האסטרונומים היריבים מצאו עצמם יושבים באותו קרון רכבת מקליפורניה לוושינגטון. הייתה זו נסיעה קצת מוזרה בהתחשב בעובדה ששני אסטרונומים עם השקפות מנוגדות בתכלית, תקועים בקרון אחד לאורך קילומטרים רבים. כל אחד מהם נזהר זמנית מלהיכנס לוויכוח שנועד לאחר כך, ובכך לחשוף בטעות את ההוכחה הניצחת שברשותו, ואולי גם בגלל אישיותם המנוגדת. קרטיס היה אפוף הילת כבוד ובעל מוניטין של אסטרונום נכבד ומוכר והיה ידוע בדיבורו הסמכותי והבוטח. לעומתו שייפלי הצטנף בכסאו, שומר על יראת כבוד מיריבו. הוא גדל כבנו של איכר עני במדינת מיזורי, ונקלע לאסטרונומיה ממש במקרה. לימים סיפר כי בנעוריו רצה ללמוד עיתונות בקולג' אבל לרוע מזלו הקורס בוטל והיה עליו למצוא נושא חדש. "פתחתי את קטלוג הקורסים והקורס הראשון שהוצע היה א-ר-כ-י-א-ו-ל-ו-ג-י-ה, ולא יכולתי לבטא את זה! הפכתי דף וראיתי א-ס-ט-ר-ו-נ-ו-מ-י-ה. את זה יכולתי לבטא והנה אני".

     

    איינשטיין מגלה תיאוריה חדשה על הנצח

    בשנה שבה התקיים "הוויכוח הגדול", ביסס שייפלי את עצמו כחלק מדור חדש של אסטרונומים מבטיחים, אבל בכל זאת הרגיש שקרטיס מאפיל עליו. לכן כשהרכבת שלהם התקלקלה באלבמה נשם לרווחה, לפחות לזמן מועט לא היה צריך לשהות במחיצתו של יריבו. שייפלי העביר את זמנו במהלך תיקון הרכבת, בשיטוט לאורך המסילה ובחיפוש אחר נמלים שאותן למד ואסף. העיסוק בנמלים כנראה לא הרגיע אותו, כי כשהגיע סוף סוף ליל הוויכוח הגדול, שייפלי נראה מתוח ועצבני. 

    כוכבי
    כוכבי "הוויכוח הגדול" - היבר קרטיס (מימין) והרלו שייפלי (משמאל)(צילום: מתוך ויקיפדיה)

    במהלך טקס הענקת פרסים שקדם לאירוע הראשי, דברי השבח לכבוד הזוכים ונאומי התודה שלהם נמשכו כמדומה עד בלי סוף. והאירוניה הייתה שחוק איסור המשקאות נכנס לתוקף בתחילת אותה שנה ולכן לא הייתה אפילו טיפת יין אחת לשובב מעט את הנפש. בקהל ישבו כל גדולי המדענים של אותם ימים - בהם גם אלברט איינשטיין שלחש לשכנו: "ממש הרגע מצאתי תיאוריה חדשה על הנצח".

     

    איינשטיין באותם ימים נחשב לסלבריטאי-על. כשנה קודם לכן אוששה סופית תורת היחסות הכללית שפרסם ב-1915 והפכה אותו ממדען כמעט אלמוני לכזה שכולם רוצים בקרבתו. אך הוא כמו רוב הקהיליה המדעית האמין שהיקום סטטי, אינו משתנה - וכך היה מאז ומעולם. וכדי להתאים את התיאוריה הזו לתורת היחסות הוסיף איינשטיין בנוסחה את "הקבוע הקוסמולוגי" - בעצם תוספת מאולתרת - כדי לציין כוח דוחה הפועל במרחקים גדולים.

     

    לימים הוא הרכין ראש מול מדענים אחרים אחרי שהוכח שטעה. תצפיות שערך האסטרונום אדווין האבל, הוכיחו בעזרת חוק שקרוי על שמו - חוק האבל - שיש יחס ישיר בין מרחקה של גלקסיה לבין המהירות שלה, (המהירות גדלה ככל שהיא רחוקה יותר). "מאז שהנהגתי את המונח הזה (הקבוע הקוסמולוגי) היה לי תמיד מצפון לא נקי. אני לא יכול להאמין שדבר מכוער כזה יכול להתקיים בטבע", כתב איינשטיין על טעותו. אבל ההתנצלות הזו תגיע 11 שנים מאוחר יותר.

     

    הנובה שהאירה את ערפילית אנדרומדה

    בסופו של דבר הגיע תורם של שייפלי וקרטיס לעלות על הבמה והאירוע העיקרי של הערב יצא לדרך. לשני האנשים הוקצבו 35 דקות להציג את טיעוניהם, אבל סגנונם היה שונה. הנאום שנשא שייפלי הוקרא מדפים וכוון ברובו אל מדענים שבאו מדיסציפלינות שונות, ואילו קרטיס הציג את תשובתו מן הזיכרון תוך כדי ירידה חסרת-פשרות לפרטים.

     

    שייפלי, שצידד בדעה שהערפיליות נמצאות בתוך שביל החלב, קיבל ראשון את זכות הדיבור. בדבריו הסתמך על שתי הוכחות שתמכו בהשקפתו. ראשית, הוא דן בשאלת תפוצתן של הערפיליות. בדרך כלל מוצאים אותן מתחת למישור של ליבת שביל החלב, אך רק לעיתים רחוקות בתוך רצועת המישור עצמו, רצועה שקיבלה את הכינוי "אזור ההימנעות".

     

    שייפלי טען שהערפיליות הן ענני גז שפועלים כחממות לכוכבים ולפלנטות בהתהוותם אך סבר שעננים כאלו יתקיימו רק בירכתיים העליונים והתחתונים של שביל החלב, ונסחפו למרכז המישור עם התבגרותם של הכוכבים והפלנטות. ואז פנה אל קרטיס ושאל: אם הערפיליות מייצגות גלקסיות שפזורות בכל רחבי היקום, הרי שהן צריכות להופיע מכל עברי שביל החלב. מבחינת שייפלי היה זה הסבר מספק אשר מוכיח כי שביל החלב היא הגלקסיה היחידה.

     

    הראיה השנייה שהציג הייתה נובה שהופיעה בערפילית אנדרומדה בשנת 1885. נובה, אינה כמו שעשוי להשתמע מהשם, כוכב חדש, אלא כוכב עמום מאוד שלפתע הגביר את אורו מתודלק מחומר שנגנב מכוכב סמוך. בהירות הנובה של 1885 הייתה עשירית מכל בהירותה של ערפילית אנדרומדה ונראתה היטב גם בעין בלתי מצויידת, מה שהיה הגיוני למדי רק כאשר אנדרומדה היא רק משטח של כוכבים הממוקם בתוך גבולות הגלקסיה הביתית שלנו. 

    מרוחקת מאיתנו כ-2.5 מיליון שנות אור. גלקסיית אנדרומדה (צילום: אורי בצלאל)
    גלקסיית אנדרומדה(צילום: אורי בצלאל)

    אם אנדרומדה היא גלקסיה בזכות עצמה כמו שטוען יריבו קרטיס, אז היא תכיל מיליארדי כוכבים, והנובה שבהירותה הייתה עשירית מזו של אנדרומדה האירה בבהירות של מיליוני כוכבים, ולכן טען שייפלי שיהיה זה מגוחך לחשוב כך. המסקנה ההגיונית היחידה שאמורה להתקבל היא שערפילית אנדרומדה אינה גלקסיה נפרדת, אלא פשוט חלק משביל החלב שלנו.

     

    חודרים לתוך הקוסמוס הגדול

    עבור חלק מהמשתתפים, רמת ההוכחה הזו הייתה יותר ממשכנעת. אגנס קלֶרק, היסטוריונית של אסטרונומיה, כבר ידעה על טיעוניו של שייפלי עוד בטרם החל הוויכוח וכתבה כי: "שום הוגה מוכשר, עם כל הראיות העומדות לרשותו (של שייפלי) לא יוכל עכשיו לטעון - ואפשר לומר זאת בביטחון, שערפילית יחידה כלשהיא היא מערכת כוכבים בדרגה תואמת לשביל החלב".

     

    אבל בעיני קרטיס, העניין היה רחוק מסגור. הוא חשב שטענותיו של שייפלי חלשים, והוא תקף את שני הנימוקים העיקריים שלו. במה שנוגע ל"אזור ההימנעות", קרטיס הסביר שזאת אשליה. לטענתו הערפיליות, בהיותן גלקסיות, הן זרועות באופן סימטרי מכל עברי שביל החלב והרחק מעבר לו. הסיבה היחידה שאסטרונומים אינם מסוגלים לראות אותן במישור של שביל החלב, היא משום שהאור שלהן נחסם בגלל כל הכוכבים והאבק הבין-כוכבי שממלאים את המישור הגלקטי.

     

    במה שנוגע לטיעון של שייפלי על הנובה של 1885, קרטיס תייג אותה כלא נורמאלית. הוא לא היה מוכן לזנוח את המודל שלו רק מפני שנובה בהירה אחת נצפתה 35 שנה קודם לכן. לאמיתו של דבר היו הרבה נובות אחרות שנצפו בתוך הזרועות הספירליות של הערפיליות וכולם היו קלושות יותר באורן במידה קיצונית מן הנובה הידועה של אנדרומדה.

    היבר קרטיס עולה על הסולם בדרכו לעינית הטלסקופ העצום.  (צילום: מתוך ויקיפדיה)
    היבר קרטיס עולה על הסולם בדרכו לעינית הטלסקופ העצום. (צילום: מתוך ויקיפדיה)

    רוב הנובות הנצפות בערפיליות היו קלושות כל כך, וזה מוכיח, לטענתו של קרטיס, שהערפיליות חייבות להימצא במרחק עצום ביותר משביל החלב. קרטיס אמר פעם על המודל הלא מוכח שלו: "רק מעט מושגים גדולים יותר מזה נוצרו במוחו של האדם החושב. כלומר שאנחנו, הדיירים הזערוריים של לווין קטן של אחת ממיליוני שמשות שמרכיבות את הגלקסיה שלנו, נוכל להביט מעבר לתחומיה ולראות גלקסיות דומות שקוטרן עשרות אלפי שנות-אור, וכל אחת מהן מורכבת, כמו שלנו, מאלף מיליון שמשות או יותר ושבעשיותינו זאת, אנו חודרים לתוך הקוסמוס הגדול יותר למרחקים הנעים מחצי מיליון עד מאה מיליון שנות-אור".

     

    "שאלה זו היא מסוג השאלות שלא תיפתרנה"

    כשהוויכוח הסתיים קרטיס היה משוכנע שהוא כנראה ניצח וכתב בקצרה למשפחתו: "הוויכוח הלך יפה בוושינגטון, ונתנו לי להבין שאני הובלתי". אבל האמת היא שהוויכוח הגדול הסתיים ללא הכרעה ברורה. אם הייתה איזו נטייה קלה לטובת נקודת המבט של קרטיס, היתה מבחינתו של שייפלי האופן בו הציג את הוכחותיו: "כפי שזכור לי, אני קראתי את ההרצאה שלי מהכתב וקרטיס הציג אותה ולא קרא הרבה מהכתב מפני שהוא אדם רהוט ולא פחד", הודה שייפלי. הקהילייה המדעית נותרה איפה, חלוקה בשאלת גודלו של היקום ומיקומן של הערפיליות. יש שהאמינו כי שאלה זו היא מסוג השאלות שלא תיפתרנה.

     

    הסופר סיימון סינג בספרו המופלא "המפץ הגדול" - בו בין היתר הוא מביא את סיפורו של "הוויכוח הגדול" - היטיב לתאר את כוחה העצום של הוכחה חד משמעית בעולם המדע: "הוויכוח הגדול מיקד את תשומת הלב בשאלה שהייתה רחוקה מפתרון ואף יותר מזה. הוא הדגים בחריפות איך מתנהל המחקר בחזיתות המדע, איך תיאוריות מתחרות ניצבות זו מול זו, חמושות רק בנתונים הקלושים ביותר. התצפיות שהשתמש בהן כל צד כדי לאשש את השקפתו חסרו כוח, פרטים ונפח, והיה קל מידי לצד שכל צד בוויכוח להכריז על כל נתון כשגוי, לא-מדויק, או פתוח לפרשנות".


    שביל החלב מעל פארק הקשתות ביוטה, ארה
    לפי קרטיס, הסיבה היחידה שאסטרונומים אינם מסוגלים לראות גלקסיות ברצועת הכוכבים של שביל החלב, היא משום שהאור שלהן נחסם בגלל כל הכוכבים והאבק הבין-כוכבי שממלאים את המישור הגלקטי - מה שהתברר לימים כנכון. בתמונה: שביל החלב מעל פארק הקשתות ביוטה, ארה"ב. (צילום: יאיר הרכבי)

    "עד שלא יבוא מישהו ויביא תצפיות מוחשיות, ובפרט משהו שיקבע באופן חד-משמעי את המרחק אל הערפיליות, יימשכו התיאוריות היריבות להיות לא יותר מהשערות. הפופולאריות של התיאוריות הייתה תלויה כמדומה באישיות של תומכיהם ולאו דווקא בהוכחות ממשיות", הסביר סינג.

     

    "הוויכוח הגדול" נסב בעצם על מקומה של האנושות בתוך הקוסמוס, ויישוב העניין הצריך פריצת דרך גדולה באסטרונומיה. חלק מהמדענים, כמו האסטרונום האירי רוברט סטאוול בול, שנפטר 7 שנים קודם לעימות בין קרטיס לשייפלי, סברו שפריצת דרך כזו אינה אפשרית. בספרו המפורסם ביותר "סיפור השמיים" שיצא בשנת 1900 ביטא בול את הדעה הרווחת באותם ימים שאסטרונומים הגיעו אל גבולות הידע: "כבר הגענו לנקודה שבה שכלו של האדם אינו מצליח להעניק לו עוד אור, ובה דמיונו נכנע במאמץ להבין אפילו את הידע שאותו כבר השיג". כמה שהוא טעה.

     

    הכרזות דומות השמיעו גם לפני למעלה מ-2000 שנים. היו יוונים קדמונים שלא שיערו שניתן למדוד את גודלה של הארץ או את המרחק אל השמש. אלא שהדור הראשון של מדענים, בהם היוונים ארטוסטנס ואריסטרכוס, המציאו טכניקות שאפשרו להם למדוד את הארץ ואת מערכת השמש. ואז באו האסטרונומים ילידי גרמניה, וויליאם הרשל ופרידריך בסל, והשתמשו בעוצמת בהירות הכוכבים, ובפרלקסה (היסט - שינוי מיקומן הנצפה של שתי נקודות, האחת ביחס לאחרת, מנקודת מבטו של צופה, כתוצאה משינוי במיקום של הצופה עצמו) כדי למדוד את גודלו של שביל החלב ואת המרחק אל הכוכבים. עכשיו הגיע הזמן שמישהו ישתמש בידע שכבר נצבר ובעזרת טלסקופים עצמתיים יפענח את טבען האמיתי של הערפיליות.

     

    האסטרונום הפטריוט שהצליח ליישב את הוויכוח

    והוא הגיע בדמותו של אדווין האבל, האסטרונום שיכה בתוך שנים ספורות את עולם האסטרונומיה הישן עם גילויים שנחשבו כמעט דמיוניים. במה שנוגע ל"וויכוח הגדול" האבל היה מהתומכים הקולניים שטענו שהערפיליות הן אכן גלקסיות עצמאיות. זה היה מביך במקצת, מפני שמצפה הכוכבים הר וילסון בו החל את עבודתו ב-1919, נשלט בידי אסטרונומים שסברו כי שביל החלב הוא הגלקסיה היחידה ושהערפיליות שוכנות בתוכה. ובעיקר הרלו שייפלי, האסטרונום שהגן בוויכוח בוושינגטון על תיאורית הגלקסיה היחידה. סגנונו הצנוע של שייפלי עצמו היה ההיפך הגמור של האבל והוא לא סבל את השקפותיו וסגנונו של העובד הצעיר והחדש.

    הטלסקופ קרוי על שמו של אדווין האבל - האסטרונום שהרחיב את היקום בעזרת מדידת המרחק לגלקסיית אנדרומדה לפני 100 שנים (צילום: נאס
    אדווין האבל בתנוחה אופיינית כשמקטרתו בפיו. (צילום: נאס"א)

    האסטרונום שיהפוך להיות מהגדולים שידענו, היה מאוהב באצולה האנגלית, והתגנדר בז'קט של דון אוקספורדי. האבל אהב לעמוד במרכז תשומת הלב. הוא התמוגג מיכולתו להצית גפרור, להעיף אותו באוויר 360 מעלות, לתפוס אותו ולהדליק את מקטרתו, ואילו שייפלי היה ההיפך הגמור ממנו. הגרוע מכל, שייפלי טען בלהט נגד כניסת אמריקה למלחמת העולם הראשונה ואילו האבל התעקש ללבוש במצפה הכוכבים את מעילו הצבאי ששמר מהתקופה שלו כחייל אמריקאי במלחמת העולם הראשונה.

     

    שנה לאחר "הוויכוח הגדול" עזב שייפלי את מצפה הר וילסון לטובת תפקיד יוקרתי יותר, מנהל מצפה הכוכבים במכללת הרווארד. אבל המעבר לחוף המזרחי התגלה עבורו כאסון מקצועי. על אף שכבר לא היה צריך לסבול את האבל יותר בעבודה, שייפלי עזב מאחוריו גם את מצפה הכוכבים שישלוט באסטרונומיה בעשורים הבאים בזכות הטלסקופים שהיו אז החזקים והגדולים ביותר בעולם.

     

    הלילה של האבל

    בליל ה-4 באוקטובר 1923, שנתיים אחרי ששייפלי עזב, ערך האבל תצפיות בטלסקופ ה-100 אינץ'. תנאי הראות באותו לילה קיבלו את הדירוג הנמוך ביותר, כלומר גרועים ככל שהם יכולים להיות לפני סגירת כיפת הטלסקופ, אבל למרות זאת הוא הצליח לצלם את ערפילית אנדרומדה בחשיפה של 40 דקות. לאחר פיתוח התשליל ובדיקתו לאור יום, הבחין האבל בכתם חדש. בלילה הבא - האחרון במחזור התצפיות שלו, היה מזג האוויר בהיר יותר והוא חזר אל אנדרומדה. הכתם החדש נראה שם שוב, והפעם הצטרפו אליו עוד 2 נובות חדשות. הוא סימן את האות "N" על כל כתם אור והלך להשוות את לוח הצילום לצילומים קודמים של אנדרומדה.

     

    החדשות הטובות היו: שני הכתמים הם אכן נובות חדשות, והחדשות היותר טובות היו שהכתם שתיעד גם יום קודם לכן, אינו נובה אלא כוכב משתנה קֶפֶאִידִי. בחיפוש בארכיון המצפה גילה האבל שהכוכב תועד בעבר על גבי צילומים קודמים אך לא על כולם, מה שמצביע על היותו כוכב משתנה. היה זה הקפאיד הראשון שהתגלה בערפילית וקפאידים יכולים לשמש קנה-מידה למרחקים. כך האבל יכול היה למדוד בפעם הראשונה את המרחק אל אנדרומדה וליישב את "הוויכוח הגדול".

     

    תמונות של הכוכב ששינה את היקום. בצד ימין למטה מופיע לוח הצילו המקורי של אנדרומדה כפי שצילם האבל. עליו מסומן הקפאיד באותיות VAR (משתנה).  (התמונה באדיבות נאס
    תמונות של הכוכב ששינה את היקום. בצד ימין למטה מופיע לוח הצילום המקורי של אנדרומדה שצילם האבל. עליו מסומן הקפאיד באותיות VAR (משתנה). (התמונה באדיבות נאס"א)

    הגילוי שהעניק לאסטרונומים את הסרגל הקוסמי

    מהו אותו קֶפֶאִיד וכיצד הוא מסייע להאבל? כדי להבין, יש ללכת מעט לאחור, אל עבודתה של הנרייטה ליוויט, אסטרונומית פורצת דרך, שנותרה אלמונית כמעט לגמרי גם לאחר מותה. ליוויט החלה לעבוד במצפה של הרווארד כמתנדבת ב-1894, ורק אחרי שנים רבות זכתה לשכר הסמלי של העובדות האחרות במצפה. משימתה הייתה לחפש כוכבים משתנים, שרמת הבהירות שלהם מתבהרת ומתעמעמת במחזור קבוע. בזכות הטכנולוגיה החדשה יחסית של צילום אסטרונומי, היא יכלה להשוות את רמת הבהירות של כוכב מסוים בצילומים ממועדים שונים, ולזהות כוכבים משתנים כאלה.

     

    היא נחשבה למקצועית ביותר בתחומה ופרופסור צ'ארלס יאנג מאוניברסיטת פרינסטון שהתרשם מאוד מעבודתה כינה אותה: "משוגעת לכוכבים משתנים". ליוויט זיהתה עם השנים כ-2400 כוכבים משתנים, כמחצית מסך-כל הכוכבים המשתנים שהיו ידועים בתקופתה, והחלה להתמקד בהדרגה בסוג מסוים של כוכבים משתנים, קֶפֶאִידִים, שקיבלו את שמם משום שהכוכב הראשון התגלה בקבוצת הכוכבים קֶפֶאוּס.

     הנרייטה ליוויט (צילום: מתוך ויקיפדיה)
    הנרייטה ליוויט(צילום: מתוך ויקיפדיה)

    כיום אנו יודעים כי הסיבה לפעימות של קֶפֶאִידִים היא ככל הנראה תהליכים הקשורים להזדקנותם. הכוכבים בסוף חייהם מתחילים להתיך הליום ליסודות כבדים יותר, מתחממים, וכתוצאה מכך מצטברים בחלקם החיצוני יותר אטומי הליום שאיבדו את שני האלקטרונים שלהם. הליום כזה אטוּם לאור, ולכן הכוכב נראה כהה יותר. כשההליום החם מתחיל להתפשט, הטמפרטורה שלו יורדת, ויותר אטומים מקבלים בחזרה את אחד האלקטרונים, מה שמאפשר לאור לעבור דרכם והכוכב שוב נראה בהיר. התהליך הזה מתקיים במחזוריות שיכולה להימשך בין שעות אחדות לשבועות אחדים.

     

    ליוויט שלא ידעה מה גורם לשינויים המחזוריים בבהירות הכוכבים האלה החליטה לבדוק: האם יש קשר בין זמן המחזור של הכוכבים לבהירותם, אבל הבעיה הייתה - כמו עם כוכבים רבים אחרים - שהיא לא יכלה לדעת כמה הם בהירים באמת, או במילים אחרות: מהי בהירותם המוחלטת של הכוכבים אותם היא רוצה לבדוק, משום שהיא אינה יודעת מה מרחקם. האם הכוכב שנקלט בעדשה אכן בהיר יותר מהכוכב הסמוך לו, או שהוא פשוט קרוב אלינו הרבה יותר ולכן אנו רואים אותו בהיר יותר.

     

    פריצת הדרך של ליוויט נעשתה כאשר היא מיקדה את תשומת ליבה באזור בשמיים הדרומיים שנקרא "הענן המָגֶלָני הקטן", על שם פרדיננד מגלן, מגלה הארצות הפורטוגלי שהיה האירופי הראשון שתיעד אותו במאה ה-16. מכיוון שאת הענן המגלני - גלקסיית לוויין של שביל החלב - ניתן לראות רק מחצי הכדור הדרומי, הייתה ליוויט צריכה להיעזר בצילומים מהתחנה הדרומית של מצפה הרווארד שהוקם בעיר ארקיפה שבפרו. היא זיהתה בענן הזה 25 קֶפֶאִידִים משתנים, והעריכה שהענן הזה רחוק מספיק כדי להניח שכל אותם עשרים וחמישה כוכבים הם פחות או יותר באותו מרחק מאיתנו.

     

    לכן, כאשר כוכב מסוים בענן הכוכבים המרוחק נראה בהיר מכוכבים אחרים באותו ענן, היא יכלה לקבוע שהוא אכן בהיר יותר, ולא רחוק יותר. על סמך הנחה זו מדדה ליוויט את הבהירות ואת זמני המחזור של הכוכבים הקפאידים, ומצאה ביניהם מתאם מתמטי מדויק: ככל שזמן המחזור ארוך יותר, כך בהירותו המוחלטת של הכוכב גבוהה יותר.

     

    הקשר בין המחזוריות של כוכב לבהירותו, על סקלה רגילה (משמאל) ולוגריתמית. הגרפים המקוריים של ליוויט (מקור: spiff.rit.edu)
    הקשר בין המחזוריות של כוכב לבהירותו, על סקלה רגילה (משמאל) ולוגריתמית. הגרפים המקוריים של ליוויט(מקור: spiff.rit.edu)

    "המכתב שהרס את היקום שלי"

    סרגל המדידה של ליוויט עומד כעת לקבוע מי צודק. הקפאיד החדש באנדרומדה התבהר והתעמעם במחזור של 31.415 ימים - מחזור של קצת יותר מחודש. האבל חישב את בהירותו המוחלטת של הכוכב והתוצאה הייתה כמעט בלתי נתפסת, הקפאיד בעל בהירות מוחלטת גדולה פי 7000 מהשמש. באמצעות השוואה בין בהירותו הנראית לבין בהירותו המוחלטת קבע האבל את המרחק שלו - ויחד איתו את המרחק של כל ערפילית אנדרומדה, כ-900,000 שנות אור מאיתנו. ב-1952 יתברר בעזרת מדידות מדויקות יותר שהמרחק הוא יותר מפי שניים. אבל באותו שלב היה זה מספיק כדי לקבוע שאנדרומדה היא הרבה מעבר לגבולותיה של גלקסיית שביל החלב.

     

    המרחק העצום של אנדרומדה היה מטורף כל כך שהאבל עצמו התקשה להאמין ושמר על התוצאה בסוד עד אשר יקבל הוכחה נוספת. האבל עורך תצפיות נוספות ומחפש ראיות נוספות ולבסוף מצליח לגלות קפאיד אחר, עמום יותר, שמחזק את התוצאה הראשונה שלו.

     

    בפברואר 1924 האבל מפר את שתיקתו ושולח מכתב לשייפלי שבהרווארד ובו מציג את התוצאות המוכחות. כשקרא שייפלי ההמום את מכתבו של האבל אמר: "הנה המכתב שהרס את היקום שלי". וכך פחות מ-4 שנים אחרי "הוויכוח הגדול", עמד האבל בעצמו בעיר וושינגטון על הבמה וקיבל את פרס "האגודה האמריקנית לקידום המדע", על הגילוי שהרחיב לאנושות את החלל ונתן את התשובה המוחצת לשאלה שהעסיקה דורות של אסטרונומים.

     

    לאחר הגילויים הפך גם האבל לכוכב עולה. בתמונה: אלברט איינשטיין בעת ביקור במצפה הכוכבים הר וילסון. האבל מאחור עם המקטרת בזווית פיו.  (צילום: מתוך ויקיפדיה)
    לאחר הגילויים הפך גם האבל לכוכב עולה. בתמונה: אלברט איינשטיין בעת ביקור במצפה הכוכבים הר וילסון. האבל מאחור עם המקטרת בזווית פיו. (צילום: מתוך ויקיפדיה)

    "הנה המכתב שהרס את היקום שלי". הרלו שייפלי (בתמונה) על גילויו של האבל(צילום: מתוך ויקיפדיה)

    נרצה או לא, עם תצפית אחת ויחידה, על כוכב אחד, שנתפס על לוח צילום יחיד, שינה האבל את השקפתנו על היקום ואילץ את האנושות להעריך מחדש את מקומנו בתוכו. כדור הארץ הזעיר שלנו נראה חסר חשיבות יותר מתמיד - בסך הכול כוכב לכת אחת מיני רבים, בתוך מערכת שמש אחת מיני רבות, בתוך גלקסיה אחת מיני רבות שבכל אחת מהן מאות מיליארדי שמשות כמו שלנו.

     

    ואם תהיתם מה זו הנובה של 1885 שהאירה את אנדרומדה? היום אנחנו יודעים שהאירוע היה סופרנובה, אירוע נדיר באופן קיצוני, המתרחש בממוצע אחת למאה שנים בגלקסיה שלמה. סופרנובה היא תופעה אדירה והיא מתרחשת כאשר כוכב יחיד מפוצץ את עצמו ונכחד, וכך מאפיל לזמן קצר על אורם המשותף של מאות מיליונים ואפילו מיליארדי כוכבים בסביבתו. בגלל נדירותן של סופרנובות לא הוערך זוהרן ובהירותן, בזמן שקרטיס ושייפלי הציגו את טיעוניהם ב-26 באפריל 1920 - לפני 100 שנים בדיוק.

     

    מקורות: ספר "המפץ הגדול", סיימון סינג; ארכיון החברה האסטרונומית; אתר האינטרנט 'מצפה הר וילסון'; ויקיפדיה.

     

    מידע נוסף על אירועים היסטוריים בעולם האסטרונומיה, תופעות מעניינות, סיורי כוכבים ואירועים אסטרונומיים נוספים, תוכלו למצוא באינסטגרם וגם בפייסבוק של שירת הכוכבים .

     

     

     


    פורסם לראשונה 24/04/2020 11:19

     

     תגובה חדשה
    הצג:
    אזהרה:
    פעולה זו תמחק את התגובה שהתחלת להקליד
    צילום: מתוך ויקיפדיה
    היבר קרטיס
    צילום: מתוך ויקיפדיה
    צילום: נאס"א
    מהן אותן גלקסיות?
    צילום: נאס"א
    מומלצים