מדעי כדור הארץ והיקום

כאשר השמש זורחת על פני כדור הארץ, כדור הארץ מטיל צל בחלל.  אם הירח נמצא באיזור של הצל, הוא יראה ככה יותר וזה נקרא ליקוי ירח.  לכאורה צריך ליהות ליקוי כל פעם שכדור הארץ נמצא בין השמש לבין הירח, בערך פעם בחודש.  אבל זה לא קורה בגלל שמסלול הירח נטוי למסלול כדור הארץ סביב השמש.  כתוצאה מזה הירח לפעמים מעל הצל ולפעמים מתחת לו.  כאשר זה המצב אין ליקוי.  לפעמים יש שנה שלמהבה לא מתחרש ליקוי.  כאשר הירח כן נמצא בתוך הצל צבעו בדרך כלל כתום.

פרופ' מוריס פודולק
גיאופיזיקה ומדעים פלנטריים
אוניברסיטת תל אביב

ה״חשיבות״ של כל דבר היא בעיני המתבונן. מה שחשוב לאחד יכול להיות חסר ערך בעיני אחרים. לכן קל יותר לתאר כמה מההשפעות שיש לגיאות והשפל. למשל גאות ושפל בים חשובים למערכת האקולוגית הימית, ובמיוחד ליצורים שחיים באזור הכרית שנחשף לאויר בשפל ומוצף בגיאות. ביצורים אלה התפתחה יכולת לחיות בשני המצבים הקיצוניים הללו. יש מחשבות לנצל את הגיאות לאגירת מי ים בבריכות ולנצל את הזרימה כלפי מטה בזמן השפל להנעת טורבינות ויצירת אנרגיה. אותם כוחות משיכה שגורמים לשינויים מקומיים במפלס הים, דהיינו הגיאות והשפל,  גורמים גם לשינויים בצורה של החלק המוצק של כדור הארץ . יש חוקרים שבוחנים את ההשערה שהכוחות הללו משפיעים במידה מסויימת על פעילות געשית ועל רעידות אדמה. זרמי המים שנוצרים במעברים מגיאות לשפל וחזרה משפיעים על התרבות הימית של האוכלוסיות ששוכנות לאורך החופים ומכתיבים למשל את אופן בניית הנמלים ואת צורות הפרנסה מפירות הים.

על החשיבות של ליקוי ירח קשה להכביר מילים מעבר לתרומת התופעה לאימות החישובים של תנועת גרמי השמיים. יחד עם זאת יש חשיבות רבה לתופעה שגורמת לאנשים לצאת מהבית, להביט בשמיים והנות מעוד תופעת טבע יפה.

פרופ' שמואל מרקו
ראש החוג למדעי כדור הארץ
אוניברסיטת תל אביב

שי שלום,

מצורף קישור למאמר העונה על שאלותיך בנושא חיים על המאדים:

http://telem.openu.ac.il/courses/c20237/marslife.htm

נשמח לסייע גם בהמשך,

בברכה,

בשער ברשת
פרוייקט שאלות למומחים
בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל

שלום מיכל,

שאלתך הופנתה למספר מומחים בתחום ולדבריהם התופעה שציינת אינה מוכרת מאירוע סייסמי זה או אחר.

בברכה,

בשער ברשת
פרוייקט שאלות למומחים
בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל

שלום רויטל,

לדעתי שמש הוא כל גוף שמימי המאיר בגלל תהליכים פנימייים ולכן יש לו אור עצמי.

השמש היא הכוכב שלנו-אחת מבין שמשות רבים שנמצאים ביקום

כיוון שקיימים גופים שמימיים שלא פולטים הרבה אור עצמי, אלה הם כוכבים אך לא שמשות כמו שאנחנו מבינים זאת. אפשר לכנותם שמשות אפילות, אבל בהחלט אלו הם כוכבים.

השאלה מתיחסת בעיקר למונחים ולכן יש להפנותה לפילולוג-לא לאסטרונום.

בברכה,

פרופ' נח ברוש
מדעים מדויקים/ אסטרונומיה
אוניברסיטת תל אביב

שלום אלון,

במשך היום, אור מגיע לכל נקודה על פני כדור הארץ מכל כיוון בשמים שכן אור השמש הפוגע באטמוספרת כדור הארץ מתפזר לכל הכיוונים ע"י חלקיקי האוויר.

זו הסיבה שבמשך היום, בחדר עם חלונות יש אור גם כאשר אין אף חלון בחדר שבו נשקפת השמש ישירות. האור שמתפזר ע"י חלקיקי האטמוספרה הוא בעיקרו בעל גוון כחול ולכן זהו הצבע הנראה של השמים. לעומת זאת, על פני הירח, למשל, שאין לו אטמוספרה, אור מגיע רק ישירות מן השמש ולכן לצופה על פני הירח השמים אכן יראו שחורים (חשוכים).

השאלה מדוע החלל, ללא תיווך של אטמוספרה, נראה חשוך, והוא אכן כך, איננה טריוויאלית כלל. אני מציע לשואל למצוא בגוגל מקורות בהם שאלה זו נידונה.

הרבה דיונים כאלה יימצאו בקלות למשל תחת הכותרת: "פרדוכס אולברס".

בברכה,

שלום יעל,

פירוק האוזון הוא תגובה שמתקדמת באמצעות זרזים (קטליזאטורים). כלומר מולקולת הפריאון מסיעת בפירוק מולקולות אוזון (שלושה אטומי חמצן) למולקולות של חמצן (שני אטומי חמצן). בסוף התגובה, הזרז כשיר לפרק מולקולת אוזון נוספת וכך הלאה. לכן ריכוזים נמוכים של פריאון ודומיו (הכלורו-פלורו-קרבון – CFC) מספיקים כדי לפגוע באוזון, אך תרומתם לבליעת האינפרא אדום זניחה לחלוטין ביחס למולקולות האחרות הנפוצות אלפי מונים יותר.

בברכה,

פרופ' עודד נבון
מדעי כדור הארץ
האוניברסיטה העברית

שלום דולב,

אכן שאלה מעניינת. ולתשובה: ראשית שום עצם פיזיקאלי בעל מסה סופית אינו יכול לנוע במהירות האור ממש, אולם יכול להתקרב למהירות זו. במקרה של כוכב המקיף את השמש, מהירות הסיבוב נקבעת על ידי מסת השמש ורדיוס המסלול (כלומר מרחקו של הכוכב המקיף מהשמש) - לכל מסלול מתאימה רק מהירות אחת, בה כוח המשיכה בין הכוכב הסובב והשמש שווה בדיוק לכוח הצנטריפוגלי הפועל על הכוכב הסובב (כוח מדומה הרוצה לזרוק את הכוכב הסובב כלפי חוץ). קשר זה ידוע בתור החוק השלישי של קפלר, על שמו של האסטרונום יוהנס קפלר שגילה אותו לראשונה. מהירויות ההקפה סביב השמש נמוכות בהרבה ממהירות האור. למשל, מהירות סיבוב כדור הארץ סביב השמש היא בקירוב 30 קילומטרים לשנייה, לעומת מהירות האור שהיא 300,000 קילומטרים לשנייה בערך.
אילו היינו מגדילים לפתע את מהירות סיבוב כדור הארץ, הוא היה ניתק מהשמש ובורח לחלל, כיוון שכוח המשיכה של השמש לא יכול היה לאזן את הכוח הצנטריפוגלי. באופן כללי גדלה מהירות הקפה ככל שרדיוס המסלול קטן יותר. לכוכב חמה, שהוא הקרוב ביותר לשמש מבין כוכבי הלכת, המהירות הגבוה ביותר, 47.4 קילומטר לשנייה.

הקפה במהירויות קרובות למהירות האור אפשרית עקרונית רק סביב עצם שמהירות הבריחה ממנו שווה למהירות האור, כלומר חור שחור. קיימות עדויות אסטרונומיות לכך שחומר הנמצא בסביבת חורים שחורים אכן סובב במהירויות המתקרבות למהירות האור, אולם יש להניח שבתנאים הקיצוניים השוררים שם לא יוכלו חיים להתקיים.

בברכה,

פרופ' עמיר לוינסון
הפקולטה לפיזיקה ואסטרונומיה
אוניברסיטת תל אביב

שלום רב,

אנחנו חים על פי כדור-הארץ ולא בתוכו.

האטמוספרה שלנו צמודה לפני השטח המוצקים של כדור-הארץ, ואפשר לחשוב עליה כעל אוקיינוס גדול של אוויר שאנו מהלכים על קרקעיתו. אבל זה לא נכון לומר שאנחנו חיים בתוך האטמוספרה. ההגדרה הנכונה היא לפיכך: על פני כדור הארץ, ומוקפים באטמוספרה.

לגבי חמשת הסיבובים - איני מכיר את המונח ולא ברור בדיוק למה בדיוק התכוונו. אני מניח שהכוונה היא לסיבוב עצמי של כדור-הארץ סביב צירו שמגדיר את היממה בת 24 השעות, להקפת כדור-הארץ סביב השמש המגדירה את אורך השנה בת 365 היממות, לתנועת כדור הארץ עם כל מערכת השמש סביב מרכז הגלקסיה המגדירה את השנה הקוסמית שנמשכת 120 מיליון שנות ארץ, והתנועה של כל הגלקסיה שלנו - שביל החלב שמה - לעבר גלקסיה אחרת ב"חבורה המקומית" הלא היא אנדרומדה.

שלום יוגב,

מוויקפדיה:

The solar neutrino problem was a major discrepancy between measurements of the numbers of neutrinos flowing through the Earth and theoretical models of the solar interior, lasting from the mid-1960s to about 2002. The discrepancy has since been resolved by new understanding of neutrino physics, requiring a modification of the Standard Model of particle physics – specifically, neutrino oscillation. Essentially, as neutrinos have mass, they can change from the type that had been expected to be produced in the Sun's interior into two types that would not be caught by the detectors in use at the time.


הסבר במילים שלי- מודל השמש שאומר שהשמש היא בעצם כור היתוך גרעיני, חוזה בין השאר איזה חלקיקים יפלטו וכמה (באופן יחסי לחקיקים האחרים). בין השאר חזו
את כמויות הנויטרינו הנפלטות. כשחיישנים הפכו רגישים מספיק למדוד נויטרינים, הכמות שנמדדה היתה קטנה בחצי או יותר ממה שהמודל חזה וזה יצר בעייה בהבנת תהליך ההיתוך הגרעיני בשמש. ההנחה בזמנו היתה שהנייטרינו, מכיוון שהוא חסר מסה, לא מישתנה בזמן, או לפחות, חלק מהתכונות והמאפיינים שלו הם קבועים. אחת ההשלכות לתגלית שלנויטרינו יש מסה זה שהוא יכול להשתנות מסוג שניתן לגלות ולצפות לסוג אחר שלא ניתן לזיהוי בגלאים הקיימים, וזה מסביר לאן נעלמו הנויטרינו מהשמש.
לכן, התגלית שלניטרינו יש מסה יישבה בעצם את הסתירה במודל הקיים של השמש, והוא עדין תקף.

אפשר לקרוא עוד על זה ב-
http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_neutrino_problem

בברכה,

ד"ר נילי הרניק
גאופיסיקה ומדעים פלנטריים
אוניברסיטת תל אביב

שלום חן,

עד לגובה של 85 ק"מ בערך הרכבו של האוויר דומה לזה שבקרקע מבחינת היחס בין חמצן לחנקן.

הירידה בריכוז החמצן עד לגובה זה נובעת אך ורק מהירידה הכללית בצפיפות האוויר (בערך ירידה בפקטור 10 כל 16 ק"מ דהיינו ירידה של פי 100,000 בצפיפות האוויר בגובה 80 ק"מ).

בברכה,

פרופ' נתן פלדור
המכון למדעי כדור הארץ/מדעי האטמוספירה
האוניברסיטה העברית

שלום שחר,

1. לחור שחור יש מסה סופית. רק הצפיפות אינסופית.

2. יש אכן גופים הנעים ביחס אלינו במהירות הגדולה ממהירות האור. אבל זה נובע מהתפשטות היקום והם אינם נמצאים במערכת המנוחה שלנו.

בברכה,

פרופ' צבי מאז"ה
בית הספר לפיזיקה ואסטרונומיה
אוניברסיטת תל אביב

שלום יעקב,

תשובות לשאלותיך ניתן למצוא באתרים הבאים:

http://www.timeanddate.com

http://www.stargazing.net/kepler/sunrise.html#twig02a

http://www.astro.uu.nl/~strous/AA/en/reken/zonpositie.html#10

http://www.astro.uu.nl/~strous/AA/en/reken/zonpositie.html#11

בברכה,

ד"ר דיאנה לאופר
גיאופיזיקה ומדעים פלנטריים
אוניברסיטת תל אביב

שלום איתי,

ראשית, לגבי הגיאומטריה של הירח, הארץ והשמש: מישור הסיבוב של הירח סביב הארץ נטוי בכ-5 מעלות ביחס למישור הסיבוב של הארץ סביב השמש. הירח ימצא בדיוק על הציר בין הארץ לשמש לא יותר מפעמיים בשנה (ולזמן קצר בלבד) –
כשהירח נמצא על ציר החיתוך בין שני מישורי הסיבוב כאשר זה מצביע לכיוון השמש (זהו מצב של ליקוי חמה מלא).

ולעיקר הענין. אם באופן פשטני נביט במערכת הדו-גופית ארץ-ירח, הירח אכן מאיץ לכיוון כדור הארץ בגלל כוח המשיכה החזק שהארץ מפעילה על הירח, אולם המהירות המשיקית הגדולה של הירח (בניצב לכיוון התאוצה) גורמת לירח לנוע במסלול מעגלי בקירוב סביב הארץ. במונחים מדוייקים יותר, המערכת הדו-גופית ארץ-ירח היא מערכת קשורה גרביטציונית בזכות כוחות הכבידה ההדדיים שהירח והארץ מפעילים זה על זה. לירח ולארץ יש תנע זוויתי ביחס למרכז המסה של המערכת. תנע זוויתי הוא גודל נשמר, ולמערכת היה תנע זוויתי כבר בהיווצרותה (אילולא כך הירח אכן היה מתנגש בארץ). בכדי שהירח "יפול" לעבר כדור הארץ, חלק משמעותי של התנע הזוויתי צריך לעבור מהמערכת החוצה, על ידי אינטראקציה עם גופים מחוץ למערכת. אולם האינטראקציה של הירח והארץ עם גופים אחרים חלשה, ומעברי התנע הזוויתי קטנים. באופן דומה, הצמד ארץ-ירח (וליתר דיוק, מרכז המסה שלהם) נע במסלול כמעט מעגלי
סביב השמש בזכות התנע הזוויתי שלו ביחס לשמש.

בפועל המצב מורכב הרבה יותר. מערכת השמש, (ובכללה, הארץ והירח) היא מערכת רב-גופית. קיימת אינטראקציה בין מרכיבי המערכת, ופועלים מנגנונים שונים של העברת תנע זוויתי בין רכיבי המערכת וגם אל מחוץ למערכת, אולם יריעה זו קצרה מכדי לתארם בפירוט הראוי.

לקריאה נוספת:

שלום עודד,

ראשית, כמות הקרח הנמצאת על היבשות הקוטביות דיה כדי שבהפשירה תעלה את פני הים בלמעלה מעשרה מטרים.

שנית, התחממות המים באוקיאנוסים עתידה להעלות את פני המים. יש לזכור שבטמפרטורה שמעל ל 4 מעלות התחממות מים גורמת להתפשטותם, מה שמתבטא בעליית פני הים.

בברכה,
ד"ר ברוך זיו
המחלקה למדעי הטבע והחיים
האוניברסיטה הפתוחה

כדור הארץ לא מתנפח ולא מתכווץ.

ה"עובדות" שתיארת אינן עובדות: אנחנו מוצאים מאובנים רק בסלעי משקע ביבשה כי שם אנחנו חיים. יש גם מאובנים ימיים וגם יבשתיים, למשל עצים, דינוזאורים ועוד הרבה. במקומות שקדחו לתוך קרקעית הים מצאו שפע של מאובנים ימיים.

קרקעית האוקיאנוס העתיקה ביותר היא בת פחות מ 200 מיליון שנה.

לגבי הערתך על ההתאמה בין קווי החוף של היבשות זה נכון בעיקר לחופי האוקיאנוס האטלנטי. לא לאחרים.

כדור הארץ רחוק מלהיות בועת נוזל. רוב כדור הארץ מוצק (לא רק הקרום). החלק המותך הוא החלק החיצוני של הגלעין. הטמפרטורה המירבית בעומק היא 4000-5000 מעלות.

שלום דבורה,

הסיבה להתקררות האוויר עם העלייה בגובה אינה המרחק מהקרקע אלא התפשטות האוויר עם העלייה והירידה בלחץ.
הלחץ האטמוספרי הוא משקל עמודת האוויר שמעל נקודה מסוימת, ולכן, עם העלייה בגובה יש פחות אוויר מעלינו ולכן הלחץ יורד. כתוצאה מכך, הלחץ על גוש אוויר שעולה הולך וקטן. כשהלחץ יורד, הגז מתפשט והתפשטות זו היא בעצם עבודה וצורכת אנרגיה. האנרגיה העומדת לרשותו של גוש אוויר גדול היא בעיקרה החום העצמי שלו ולכן עם העלייה, ירידת הלחץ וההתפשטות גוש האוויר מתקרר. זוהי הסיבה העיקרית לקירור ולטמפרטורות הנמוכות יותר בהרים ביחס לגובה פני הים.

למעשה גם המקרר שלנו ומיזוג האוויר משתמשים בעיקרון זה. המדחס ביחידה החיצונית דוחס גז (שמתחמם כתוצאה מכך, אך זה קורה ביחידה החיצונית) אז מוזרם הגז הדחוס למקרר או ליחידה הפנימית של המזגן שם הוא מתפשט ומתקרר להנאתנו.

מקווה שזה עונה לשאלתך.

בברכה,

פרופ' עודד נבון
מדעי כדור הארץ
האוניברסיטה העברית

שלום רב,

חלקיקם מרחפים – אירוסולים, אכן יכולים לקרר את האטמוספרה ולהחזיר חלק מקרינת השמש לחלל. הבעיה היא שהם מקררים במקום שונה (בזמן ובמרחב) מהמקום בו גזי החממה מחממים. המערכת האקלימית היא מערכת לא ליניארית ולכן קירור שאינו דומה באופיו לחימום החממה לא יפתור את הבעיה ויכול ליצור בעיות אחרות. לדוגמא, גזי החממה מחממים את האטמוספרה בצורה אחידה בזמן (ביום ובלילה) בעוד שחסימת שטף השמש (בשיטה כל שהיא) תקרר בשעות היום בלבד ותשפיע על מערכות אחרות (הטמעה, אידוי, עננות). ככלל, כל התערבות אנושית במערכת האקלימית עלולה להזיק ע"י אתחול של משובים בלתי צפויים.

לכותב היקר שלום

שאלה יפה,

קודם כל בוא נבין מהו חור שחור.

בכל גוף מורכב בטבע הנמצא בשווי משקל יציב, קיים איזון בין הכוחות שפועלים עליו, כך שס"כ הכוחות מתאפס. משפט זה פשוט מבטא את החוק השני של ניוטון.

בין כל הכוחות שפועלים על הגוף קיימים גם כוחות משיכה בין החלקיקים שמרכיבים את הגוף, כוחות אלה נקראים כוחות משיכה עצמית. הסכום של כל כוחות המשיכה העצמית יוצר תמיד לחץ פנימה שמנסה לגרום לגוף לקרוס לתוך עצמו.

בגופים קטנים כוחות המשיכה העצמית זניחים יחסית לכוחות האחרים הפעלים כגון הכוחות החשמליים הפועלים בין האטומים והמולקולות בחומר. לכן הם אינם משפיעים על צורת הגוף.

בגופים גדולים יש מספיק חומר על מנת שכח המשיכה העצמית ישפיע על צורת הגוף, לכן גופים סלעיים ברדיוס הגדול מ-100 ק"מ בחלל מקבלים צורה כדורית.

בשמש שלנו שני הכוחות העיקריים שמשחקים תפקיד בקביעת צורתה הם כח המשיכה העצמית המעוניין לכווץ את השמש, ולחץ החוצה שנגרם מהאנרגיה המשתחררת כתוצאה מההיתוך הגרעיני של מימן להליום בליבה. כוחות אלה מאזנים אחד את השני ומובילים לכך שהשמש תהיה יציבה.

כאשר יגמר המימן בליבה, לא יהיה מה שיתנגד לקריסה והליבה תתחיל לקרוס לתוך עצמה. עד מתי? עד שהצפיפות והטמפרטורה בליבה יגיעו לרמה שתאפשר היתוך של הליום לפחמן וחמצן ושוב נקבל יציבות לזמן מה. לבסוף גם ההליום יגמר, הליבה שוב תקרוס, הצפיפות תעלה עד שיופיע גורם לחץ חדש שיאזן את המשיכה העצמית – לחץ של האלקטרונים עצמם הנובע ממכניקת הקוונטים. הליבה תהפוך לננס לבן, כוכב במסה של כחצי מסת שמש וגודלו כשל כ"א. ננסים לבנים ניצפו בסביבה של כמה מאות שנות אור מהשמש, וזוהו על פי הקרינה שהם פולטים.

בכוכב מאסיבי יותר מהשמש (בעל מסה התחלתית של מעל 8 מסות שמש), הליבה גדולה וכבדה יותר. לכן הכבידה העצמית חזקה יותר, מה שמוליך לצפיפות גבוהה. דבר זה מאפשר המשך היתוך של הפחמן והחמצן לסיליקון ולחומרים כבדים יותר עד ברזל. ברזל הוא היסוד הכבד ביותר בטבלה המחזורית שהיתוך שלו לחומר כבד יותר משחרר אנרגיה. מעבר לברזל היתוך עולה יותר אנרגיה מאשר מה שמשתחרר לכן היתוך כזה לא יוצר לחץ החוצה. ליבת הברזל קורסת אם כן, עד שהיא מגיעה במרכזה לצפיפות הדומה לצפיפות בגרעין האטום. בצפיפות זו כוחות קוונטים בין הנויטרונים והפרוטונים ומתנגדים להגדלת הצפיפות חזקים מספיק כדי לעצור את הקריסה. כוכב כזה בצפיפות של גרעין אטום נקרא כוכב נויטרונים.

לכוכב נויטרונים במסה של שמש אחת, יש רדיוס של כ-10 ק"מ.

לכוכבי נויטרונים מאפיינים יחודיים הנובעים מהתנאים הקיצוניים ששוררים על פני השטח שלהם (למשל כפית חומר של כוכב נויטרונים משקלה כמשקל הר ממוצע על כ"א!!!). ניתן לזהות כוכבי נויטרונים בשמיים על פי פליטות אור היחודיות לתנאים ששוררים על פני השטח שלהם. למשל אם לכוכב הנויטרונים יש בן לוויה כוכב רגיל, ובן הלוויה נמצא קרוב מספיק על מנת שגז יספח ממנו על פני כוכב הנויטרונים, הגז הנספח יצור דיסקת ספיחה חמה מאוד סביב הכוכב שפולטת קרינה בתחום ה-רנטגן. זוגות כאלה נצפו בשמיים והמסה של כוכבי הנוירונים של ניתנת להערכה. דוגמה נוספת היא סוג מסוים של כוכבי נויטרונים הנקראים פולסרים.

אם הליבה של הכוכב מאסיבית עוד יותר, לא יהיה דבר שיעצור את הקריסה תחת הכבידה העצמית והליבה תקרוס לנקודה בעלת גודל לא ידוע הנקראת "יחודיות". התנאים הפיזיקלים על אותה יחודיות אינם ידועים, מכיוון שהם כה קיצוניים עד שחוקי הפיזיקה שאנו מכירים כיום אינם תקפים שם. סביב היחודיות קיימת מעטפת כדורית דמיונית בעלת רדיוס שהוא מתכונתי למסה שקרסה ליחודיות (ככל שהמסה של היחודיות גדולה יותר רדיוס המעטפת גדל). מעטפת זו נקראת "אופק אירועים". כל מה שחודר לתוך המעטפת הזו לעולם לא יוכל לברוח החוצה, אפילו אור. מכיוון שלא ניתן לראות שום דבר שנפלט מאותה מעטפת, ה-"גוף" שכלוא בתוך אופק האירועים נקרא חור שחור, ורדיוס אופק האירועים מוגדר בד"כ כרדיוס החור השחור.

כעת לשאלתך, כיצד אנו יודעים מהו רדיוסו של חור שחור, אם מעולם לא נצפה אחד כזה?

כמו בכל מצב בו קיימת תאוריה אותה אנו רוצים לאשר או לסטור אנו צריכים לבחון את העדויות העומדות בפנינו. קיימות עדויות ישירות ועדויות עקיפות, הנה שתי דוגמאות לשני סוגי העדויות:

א. עדות עקיפה: התנאים הפיזיקלים בחורים שחורים (פרט ליחודיות עצמה), וסביבם נקבעים מתוך תורת היחסות הכללית. תורה זו נבחנה מספר רב של פעמים על כ"א ובתצפיות בחלל, כולל על כוכבי נויטרונים, ועד היום לא ידוע על ניסוי אמין שסוטר אותה. מתוך תורה זו ניתן להוציא ניבויים לגבי הקרינה שתיפלט מחומר הנספח לחור שחור. דפוסי קרינה כאילו נצפו בכמה מקרים של זוגות כוכבים, כאשר אחד מבני הזוג, החשוד כחור שחור, סופח חומר מבן זוגו. אם רדיוס החור השחור היה גדול יותר, הדבר היה מצריך שינוי בחוקים של תורת היחסות הכללית ולדפוסי קרינה אחרים ממה שאנו רואים בזוגות ומכוכבי הנויטרונים שאנו רואים.

ב. עדות ישירה: תצפיות על מרכז הגלקסיה שלנו הראו כוכבים שמסתובבים סביב נקודה מרכזית במהירויות אדירות של כמה אלפי ק"מ לשניה. ומגיעים למרחק של עד כ-17 שעות אור מהמרכז (פי 3 מהמרחק של פלוטו מהשמש). מתוך מהירות הסיבוב והמרחק מהמרכז ניתן לדעת את מסת העצם המרכזי המושך את הכוכבים. המסה שחושבה היא של כ-2 מליון מסות שמש. עצם בעל מסה כזו בנפח כה קטן שאינו נראה בשום אורך גל יכול להיות רק חור שחור. רדיוס אופק האירועים של חור שחור כזה צריך להיות כ-1/4 דקת אור (פי 10 מהרדיוס של השמש). אמנם יש הבדל של כמה וכמה סידרי גודל אבל עדיין זה מראה לנו שבמרכז הגלקסיה יש עצם שמסתו כ-2 מליון מסות שמש וגודלו קטן מגודל מערכת השמש.

בכל מקרה הנקודה העיקרית כאן היא שאכן לא ניתן לראות חור שחור בגלל גודלו הקטן והעובדה שחור שחור בודד לא פולט קרינה. לכן כל שנותר לנו לבחון זה את ההשפעות שיש לחור השחור על הסביבה שלו, אם בצורה של השפעה גרביטציונית (כמו בדוגמה ב) או דרך ההשפעה על חומר הנספח לחור השחור, חומר שיכול לקרון ולגלות לנו דרך דפוס הקרינה מהם התנאים הפיזיקלים באזור בו החומר קיים (דוגמה א). כל אחת מהעדויות הללו, תיתן תוצאות שונות אם רדיוס אופק הארועים ישתנה (מכיוון שאז יהיה צורך לשנות חלק מתורת היחסות הכללית בהתאם, כדי לא לקבל סטירה).

אני מקווה שזה ענה לך על שאלתך + קצת תוספות

בברכה

עמר ברומברג

דוקטורנט לאסטרופיזיקה

אוניברסיטת ת"א

שלום רב,

ניצל הליום 3 הוא פרוייקט עתידי שאולי מתאים למושבות על הירח ואין לו פתרונות כרגע, לא הבאת ההליום לכדוא"ר הארץ ולא הריאקטור להיתוך.

http://www.abc.net.au/news/newsitems/200411/s1252715.htm

חלקיקים של רוח השמש עוברים אינטראקציה עם השדה המגנטי של כדור הארץ, ריכוז ההליום יורד ל
0.1%

http://science.nasa.gov/newhome/headlines/ast13dec99_1.htm

ליעל שלום

המונח המקצועי הוא כח הכובד.

אם נתעלם לרגע משקולים פרקטיים כגון החכוך בין הכדור לאויר, העובדה שצפיפות כדור הארץ אינה אחידה, והעובדה שכדור הארץ אינו כדור מושלם, הרי שעצם שישמט מהשפה (במהירות התחלתית אפס) לתוך החור אכן יואץ עד שיגיע למרכז כדור הארץ, ואז יואט בדרכו החוצה עד שיגיע אל קצה החור בצידו השני במהירות סופית אפס, ואז ישוב ויפול בכיוון ההפוך, וכך חוזר חלילה, עד אינסוף.

אין בכך שום דבר משונה. הנפילה האינסופית דרך כדור הארץ אינה שונה במהותה מהנפילה סביב כדור הארץ של הירח.

כוח הכובד במרכז כדור הארץ אכן מתקזז לאפס בגלל הסימטריה הכדורית. כל גוש סלע קטן מצד אחד שמושך את העצם שבמרכז לעברו, מקוזז ע"י גוש הסלע הנגדי לו מהצד השני. ושוב אין שום דבר משונה בכך שסך הכוחות מתאפס. גם בין כדור הארץ לשמש יש נקודה שבה המשיכה של השמש והארץ מתקזזת, המכונה נקודת לגראנז' 1. בנקודה זו מציבים למשל לוויני מחקר לצפיה בשמש.

בברכה

טל אלכסנדר

The questions are not formulated clear. I can only guess
that the student are interested in magnetic polarity of sun spots.
If so, than the answers would be as follows -
1. it is not a good idea to define the magnetic axis of a sun spot
or pair of sunspots because the magnetic field is not dipole but
possesses significant quadrupole, octupole and higher harmonics.
2. Indeed, the sequence sunspot polarities (north-to-south or south-to-north)
is opposite in the opposite solar hemispheres, i.e. if magnetic-south spot
follows magnetic-north spot in the northern hemoisphere, then magnetic
north spot will usually follow magnetic-south spot in the southern
hemisphere. However this is not a trict law but just a tendency.

סיבוב כדור הארץ גורם באופן עקיף להבדלי הזמנים בין הטיסה מהארץ לארה"ב לבין הטיסה חזרה ארצה.

אין הבדל באופן ישיר בזמן הטיסה משום שכל האטמוספרה מסתובבת ביחד עם כדור הארץ, והמטוס טס ביחס לאוויר. אף על פי כן זמן הטיסה מהארץ לארה"ב (טיסה מערבה) ארוך באורח משמעותי מזמן הטיסה חזרה מזרחה, והסיבה לכך נעוצה בסיבוב כדור הארץ אבל רק באופן עקיף.

בגלל סיבוב כדור הארץ, ישנה מערכת של זרמי סילון בגובה רב של כ-10 קילומטר. לזרמים אלו (שנקראים jet streams) מהירות שיכולה להגיע למאות קמ"ש. בחצי הכדור הצפוני הזרם העיקרי נע ממערב למזרח ולכן טיסה בגובה זה מערבה דומה לסירה שמתקדמת במעלה הנהר. הטיסה מישראל לניו-יורק יכולה להתארך עד כדי שעה יותר מהטיסה חזרה אשר "רוכבת" על זרמי הסילון ונעזרת בהם.

ישנם פרטים נוספים חשובים: זרמי הסילון תלויים במיקום על כדור בארץ ותנועתם משתנה בין עונות השנה. בנוסף לזרמי הסילון תמיד ישנה מערכת רוחות וזרמי אוויר מקומיים אשר משפיעה על הטיסה גם כן.

עוד אפקט חשוב של תנועה/טיסה ביחס לכדור הארץ שמסתובב נקרא כוח קוריוליס (Coriolis). כוח זה יגרום לסטייה מכיוון הטיסה המקורי, והוא נלקח בחשבון בחישוב מסלול הטיסה אבל הוא לא כל-כך חשוב כמו זרמי הסילון בטיסות בכיוון מזרח-מערב.