שמי הלילה, הם שמי הלילה, הם שמי הלילה. קבוצות הכוכבים שלמדת בילדותן הן אותן קבוצות כוכבים שאתה רואה היום. אנשים קדומים זיהו את אותן קבוצות כוכבים. אה בטח, אולי לא היה להם את אותו השם לזה, אבל בעצם, אנחנו רואים מה הם ראו.
אבל כשאתה רואה אנימציות של גלקסיות , במיוחד כשהם מתאחדים ומתנגשים, אתה רואה את הכוכבים מזמזמים מסביב כמו דבורים זועמות. אנחנו יודעים שלכוכבים יכולים להיות תנועות, ובכל זאת, אנחנו לא רואים אותם זזים?
כמה מהר הם זזים, והאם אי פעם נוכל לדעת?
כוכבים, כמובן, כן זזים. רק שהמרחקים כל כך גדולים שקשה מאוד לדעת. אבל אסטרונומים חוקרים את עמדתם במשך אלפי שנים. מעקב אחר מיקום ותנועות הכוכבים ידוע בשם אסטרומטריה.
אנו עוקבים אחר ההיסטוריה של האסטרומטריה עד 190 לפני הספירה, כאשר האסטרונום היווני העתיק היפרכוס יצר לראשונה קטלוג של 850 הכוכבים הבהירים ביותר בשמיים ומיקומם. תלמידו תלמי המשיך בתצפיות משלו על שמי הלילה, ויצר את המסמך החשוב שלו: האלמג'סט.
ביצוע מודפס של מודל קוסמולוגי גיאוצנטרי מקוסמוגרפיה, אנטוורפן, 1539. קרדיט: ויקיפדיה Commons/Fastfission
ב-Almagest, תלמי הציג את התיאוריה שלו ליקום במרכז כדור הארץ, עם הירח, השמש, כוכבי לכת וכוכבים בכדורי קריסטל קונצנטריים שהסתובבו סביב כוכב הלכת. הוא טעה לגבי היקום, כמובן, אבל התרשימים והטבלאות שלו היו מדויקים להפליא, ומדדו את הבהירות והמיקום של יותר מ-1,000 כוכבים.
אלף שנים מאוחר יותר, השלים האסטרונום הערבי עבד אל-רחמן אל-סופי מדידה מפורטת עוד יותר של השמיים באמצעות אסטרולב.
אחד האסטרונומים המפורסמים בהיסטוריה היה Tycho Brahe הדני. הוא היה ידוע ביכולתו למדוד את מיקומם של כוכבים, ובנה מכשירים מדויקים להפליא עבור הזמן לעשות את העבודה. הוא מדד את מיקומי הכוכבים בטווח של 15 עד 35 שניות קשת של דיוק. רק לשם השוואה, שערה אנושית, המוחזקת במרחק של 10 מטרים משם, היא ברוחב של שנית קשת.
כמו כן, אני נדרש להודיע לך שלברהה היה אף מזויף. הוא הפסיד את שלו בדו-קרב, אבל עשה החלפת פליז.
בשנת 1807, פרידריך בסל היה האסטרונום הראשון שמדד את המרחק לכוכב סמוך 61 Cygni. הוא השתמש בטכניקה של פרלקסה, על ידי מדידת הזווית לכוכב כאשר כדור הארץ היה בצד אחד של השמש, ולאחר מכן מדידה שוב כעבור 6 חודשים כאשר כדור הארץ היה בצד השני.
בעזרת טכניקת פרלקסה, אסטרונומים צופים באובייקט בקצוות מנוגדים של מסלול כדור הארץ סביב השמש כדי למדוד במדויק את מרחקו. קרדיט: אלכסנדרה אנג'ליך, NRAO/AUI/NSF.
במהלך תקופה זו, כוכב קרוב יותר זה נע מעט קדימה ואחורה על רקע הרחוק יותר של הגלקסיה.
ובמהלך שתי המאות הבאות, אסטרונומים אחרים חידדו עוד יותר את הטכניקה הזו, והשתפרו יותר ויותר בהבנת המרחק והתנועות של הכוכבים.
אבל כדי באמת לעקוב אחר מיקומם ותנועות הכוכבים, היינו צריכים ללכת לחלל. בשנת 1989, סוכנות החלל האירופית השיקה את משימת היפארקוס שלה, על שם האסטרונום היווני שדיברנו עליו קודם לכן. תפקידו היה למדוד את מיקומם ותנועתם של הכוכבים הסמוכים בשביל החלב. במהלך משימתו, היפארקוס מדד במדויק 118,000 כוכבים, וסיפק חישובים גסים לעוד 2 מיליון כוכבים.
זה היה שימושי, ואסטרונומים הסתמכו על זה מאז, אבל משהו טוב יותר הגיע, ושמה הוא גאיה.
קרדיט: ESA / ATG medialab; קרדיט רקע: ESO / S. ברונייר
גאיה אין של סוכנות החלל האירופית, שהושקה בדצמבר 2013, נמצאת בתהליך של מיפוי של מיליארד כוכבים בשביל החלב. זה מיליארד, עם B, ומהווה כ-1% מהכוכבים בגלקסיה. החללית תעקוב אחר תנועת 150 מיליון כוכבים, ותספר לנו לאן הכל הולך לאורך זמן. זה יהיה הישג של כיפוף מחשבות. היפרכוס היה גאה.
בעזרת המדידות המדויקות ביותר, שנלקחות שנה אחר שנה, אכן ניתן לחשב את תנועות הכוכבים. למרות שהם לא מספיקים לראות בעין בלתי מזוינת, במשך אלפי ועשרות אלפי שנים, מיקומם של הכוכבים משתנים באופן דרמטי בשמים.
הכוכבים המוכרים בדובב הגדול, למשל, נראים איך הם מסתדרים היום. אבל אם הולכים קדימה או אחורה בזמן , מיקומי הכוכבים נראים שונים מאוד, ולבסוף בלתי ניתנים לזיהוי לחלוטין.
כאשר כוכב נע הצידה על פני השמים, אסטרונומים מכנים זאת 'תנועה נכונה'. המהירות שכוכב נע היא בדרך כלל כ-0.1 שנייה קשת בשנה. זה כמעט בלתי מורגש, אבל במהלך 2000 שנה, למשל, כוכב טיפוסי היה נע על פני השמים בערך בחצי מעלה, או ברוחב הירח בשמים.
אנימציה של 20 שנה המציגה את התנועה הנכונה של הכוכב של ברנרד. קרדיט: סטיב קווירק, תמונות ברשות הציבור.
הכוכב עם התנועה הנכונה המהירה ביותר שאנו מכירים הוא הכוכב של ברנרד, שרוכסן בשמיים במהירות של 10.25 שניות קשת בשנה. באותה תקופה של 2000 שנה, הוא היה זז 5.5 מעלות, או בערך פי 11 מרוחב היד שלך. מהר מאוד.
כאשר כוכב נע לעברנו או מתרחק מאיתנו, אסטרונומים קוראים לזה מהירות רדיאלית. הם מודדים זאת על ידי חישוב תזוזת הדופלר. האור מכוכבים הנעים לעברנו מוזז לעבר הצד הכחול של הספקטרום, בעוד שכוכבים המתרחקים מאיתנו מוזזים באדום.
בין התנועה הנכונה להיסט לאדום, ניתן לקבל חישוב מדויק לנתיב המדויק שכוכב נע בשמיים.
קרדיט: ESA / ATG medialab
אנו יודעים, למשל, שכוכב הגמד Hipparcos 85605 נע במהירות לקראתנו. זה נמצא במרחק של 16 שנות אור כרגע, אבל בכמה מאות אלפי שנים הקרובות, הוא הולך להתקרב למרחק של 0.13 שנות אור, או בערך פי 8,200 מהמרחק מכדור הארץ לשמש. זה לא יגרום לנו לשום השפעה ישירה, אבל האינטראקציה הגרביטציונית מהכוכב יכולה להעיף חבורה של שביטים מתוך ענן אורט ולשלוח אותם לכיוון מערכת השמש הפנימית.
תנועות הכוכבים עדינות למדי, נדחקות דרך אינטראקציות כבידה כשהן סובבות סביב מרכז שביל החלב. אבל ישנם אירועים אחרים, קטסטרופליים יותר, שיכולים לגרום לכוכבים לנוע הרבה יותר מהר בחלל.
כאשר זוג כוכבים בינארי מתקרב מדי לחור השחור הסופר-מאסיבי במרכז שביל החלב, אחד יכול להיאכל על ידי החור השחור. לשנייה יש כעת את המהירות, ללא תוספת המסה של המלווה שלו. זה נותן לו בעיטה במהירות גבוהה. בערך אחת ל-100,000 שנים, כוכב מבועט ממש החוצה משביל החלב מהמרכז הגלקטי.
כוכב נוכל מבועט מגלקסיה. קרדיט: נאס'א, ESA ו-G. בייקון (STScI)
מצב נוסף יכול לקרות בו כוכב קטן יותר מסתובב סביב בן לוויה סופר מסיבי. עם הזמן, הכוכב המאסיבי מתנפח כעל ענק ואז מתפוצץ כסופרנובה. כמו אבן המשתחררת מקלע, הכוכב הקטן יותר אינו מוחזק יותר במקומו על ידי כוח הכבידה, והוא פורץ החוצה לחלל במהירות מדהימה.
אסטרונומים גילו את הכוכבים בעלי מהירות יתר הנעים במהירות של 1.1 מיליון קילומטרים לשעה ביחס למרכז שביל החלב.
כל השיטות של תנועת כוכבים שדיברתי עליהן עד כה הן טבעיות. אבל האם אתה יכול לדמיין ציוויליזציה עתידית שהופכת כל כך חזקה שהיא יכולה להניע את הכוכבים עצמם?
בשנת 1987, האסטרופיזיקאי הרוסי ליאוניד שקדוב הציג טכניקה שיכולה להזיז כוכב לאורך זמן רב. על ידי בניית מראה ענקית והצבתה בצד אחד של כוכב, הכוכב עצמו יכול לפעול כמו מדחף.
דוגמה למנוע כוכבים באמצעות מראה ונחיל דייסון. אַשׁרַאי: Vedexent בְּ- ויקיפדיה באנגלית (CC BY-SA 3.0)
פוטונים מהכוכב היו משתקפים מהמראה, ומעניקים מומנטום כמו מפרש שמש. המראה עצמה תהיה מסיבית מספיק כדי שכוח המשיכה שלה ימשוך את הכוכב, אבל הלחץ הקל מהכוכב ימנע ממנו ליפול פנימה. זה יצור לחץ איטי אך יציב בצד השני של הכוכב, ומאיץ אותו לכל כיוון הציוויליזציה רצתה.
במהלך כמה מיליארדי שנים, ניתן היה להעביר כוכב כמעט לכל מקום שציוויליזציה רוצה בגלקסיה המארחת שלו.
זו תהיה תרבות אמיתית מסוג III. אימפריה עצומה עם כוח ויכולת כאלה שהם יכולים לסדר מחדש את הכוכבים בכל הגלקסיה שלהם לתצורה שהם מוצאים שימושי יותר. אולי הם מסדרים את כל הכוכבים לכדור עצום, או סוג של אובייקט גיאומטרי, כדי למזער את זמני המעבר והתקשורת. או אולי יותר הגיוני לדחוף את כולם לדיסק שטוח ונקי.
למרבה הפלא, אסטרונומים ממש הלכו לחפש גלקסיות כאלה. בתיאוריה, גלקסיה בשליטה של ציוויליזציה מסוג III צריכה להיות ברורה לפי אורך הגל של האור שהיא פולטת. אבל עד כה אף אחד לא הופיע. הכל גלקסיות טבעיות רגילות עד כמה שאנחנו יכולים לראות לכל הכיוונים.
במשך חיינו הקצרים, נראה כאילו השמים קפואים. הכוכבים נשארים במיקומים המדויקים שלהם לנצח, אבל אם הייתם יכולים להאיץ את הזמן, הייתם רואים שהכל בתנועה, כל הזמן, עם כוכבים שנעים קדימה ואחורה, כמו מטוסים על פני השמים. אתה רק צריך להיות סבלני כדי לראות את זה.
פודקאסט (אודיו): הורד (משך: 11:07 - 3.8MB)
הירשם: פודקאסטים של אפל | RSS
פודקאסט (וידאו): הורד (משך: 11:11 - 145.3MB)
הירשם: פודקאסטים של אפל | RSS