המהפכה הגדולה ביותר

כשאנו מסתכלים לשמיים, קל מאוד לראות שאנחנו נמצאים במרכז. השמש זורחת במזרח ושוקעת במערב, כך שברור למדי שהיא מסתובבת סביבנו. הירח משתנה במחזור קבוע, וכך גם חלק מהכוכבים. כל אלה משקפים מן הסתם את העובדה הניצחת שהארץ במרכז והשמיים סביבה. כל זה נראָה ברור מאוד לאבות אבות אבותינו, אבל מתברר שלא לכולם.

כבר במאה החמישית לפני הספירה הציע פילוסוף יווני, פִילוֹלַאוֹס איש קרוטון, את האפשרות שהארץ אינה מרכז היקום. הוא דיבר על כדור אש ענקי שהכל סובב סביבו – הארץ, כוכבי הלכת, הירח ו… השמש. הרעיון המהפכני לא ממש התקבל על דעתם של בני תקופתו, אבל גם במאה הבאה קם אסטרונום שחשב כמותו והסתמך על רעיונותיו. הֶרַקְלִידֶס איש פונטוס, שנולד בשנת 390 לפני הספירה, הציג את הרעיון שהיום והלילה נובעים מכך שכדור הארץ סובב על צירו, ולא השמש חגה סביבו. לפי היסטוריונים מסוימים הוא טען גם שחלק מכוכבי הלכת מקיפים את השמש. גם הוא לא הצליח לשכנע את הקהילה הפילוסופית בצדקתו.

במאה השלישית לפני הספירה היה זה פילוסוף חשוב אחר, אַרִיסְטַרְכוֹס מהאי סאמוס, ששילב את הרעיונות של שני קודמיו עם תצפיות משלו, והגיע למסקנה שהשמש היא כדור האש שעליו דיבר פִילוֹלַאוֹס, ואילו כוכבי הלכת מסתובבים סביב עצמם וסביבה. כדור הארץ, אמר אַרִיסְטַרְכוֹס, אינו המרכז, אלא אחד מששת כוכבי הלכת שמקיפים את השמש. המודל שהציע נקרא המודל ההֶלְיוֹצֶנְטְרִי – כלומר השמש במרכז, בניגוד למודל הגיאוצנטרי – הארץ במרכז, שהיה מקובל אז.

התפיסה הרווחת הייתה שהארץ היא מרכז היקום. איור של המודל הגיאוצנטרי | מקור: Science Photo Library

נקודת מבט

בני תקופתו של אַרִיסְטַרְכוֹס לא הסכימו בשום פנים ואופן עם הרעיון שלו, והיו להם הוכחות: ראשית, אם כדור הארץ נע, מדוע איננו חשים את הרוח נושבת נגדנו, כמו שקורה למשל למי שרוכב על סוס? ושנית, על פי ההשקפה המקובלת כל דבר נוטה לנוע לעבר מרכז היקום. מכיוון שדברים נופלים לעבר מרכז כדור הארץ, הרי שהוא מרכז היקום.

אך אולי ההוכחה המשמעותית ביותר היא זו שקשורה למיקום הכוכבים. כבר לפני אלפי שנים הבחינו בני האדם שיש כמה כוכבים שמשנים בלי הרף את מקומם בשמיים, והם נקראו כוכבי לכת, או פלנטות, מהמילה היוונית "נודדים". אבל כל שאר הכוכבים נשארים במקום פחות או יותר קבוע. הפילוסופים של יוון העתיקה קבעו בצדק שאם כדור הארץ אכן מקיף את השמש היינו אמורים לראות את הכוכבים מזווית שונה בכל פעם, או על רקע שונה.

התופעה הזאת נקראת פָּרָלַקְסָה, או הֵיסֵט בעברית, והיא קובעת בפשטות שמה שאנו רואים תלוי בנקודת המבט של הצופה. מי ששט בסירה מול חוף בת ים, יראה את יפו על רקע מגדלי קו הרקיע של תל אביב. אבל מי ששט יותר צפונה יראה את אותה יפו על רקע הבניינים הגבוהים של בת ים וראשון לציון. 

היוונים הקדמונים אמרו בצדק מבחינתם, שאם כדור הארץ אכן מקיף את השמש, אנו צריכים לראות כל פעם את הכוכבים מזווית אחרת, או על רקע אחר. אם מסתכלים על קבוצת כוכבים, למשל הפליאדות, אנו אמורים לראות אותה על רקע אחר כל פעם. למה זה לא קורה? או ליתר דיוק, מדוע בני זמנו של אריסטרכוס לא ראו את התופעה הזאת? הסיבה היא שהכוכבים רחוקים עד כדי כך ששינוי המיקום שלנו הופך להיות זניח מבחינת הפרלקסה. כשאתה שט מול בת ים, לא משנה אם אתה עומד בחרטום הסירה או צועד כמה מטרים לירכתיים – יפו עדיין תיראה על הרקע של תל אביב, משום שהיא רחוקה מספיק.

מכל נקודת מבט הכוכב ייראה על רקע אחר. המחשה של תופעת הפרלקסה | מקור: ויקיפדיה, Booyabazooka 

מעגלים על מעגלים

גם המודל הגיאוצנטרי, אף שהיה מקובל כמעט על כל הפילוסופים, סבל מבעיות. אחת מהן בלטה מעל כל השאר: הפילוסופים היוונים הסכימו שמסלולי כוכבי הלכת צריכים להיות מעגליים, לא מתוך שיקולים פיזיקליים – שלא היו מוכרים אז, אלא משום שלפי אפלטון ואריסטו המעגל נחשב לצורה מושלמת, והרקיע הוא "ממלכת השלמות". אבל אם מסתכלים על המסלולים של כוכבי הלכת, הם לא נראים מעגליים לגמרי. למשל אם בוחנים לילה אחר לילה את המסלול של מאדים בשמיים, אפשר לראות שהוא נע בכיוון אחד כמה חודשים, ואז פתאום "חוזר אחורה" לכמה שבועות, ואחר כך שוב מתקן את הכיוון. זה כמובן לא מסתדר עם מסלול מעגלי של מאדים סביב כדור הארץ, ואת הסטיות האלה במסלולים ראו היטב גם ביוון העתיקה לפני 2,500 שנה.

כיום אנו יודעים שהסטייה נובעת מכך שכדור הארץ ומאדים מקיפים את השמש בקצב שונה. כשכדור הארץ עוקף את מאדים, לצופה ייראה שמאדים נע לאחור. אבל אם מניחים שכדור הארץ במרכז, התצפיות אומרות שהמסלול של מאדים אינו מעגלי. איך פותרים את זה?

מי שפתר את הבעיה היה המלומד היווני קלאודיוס פטולמאיוס, המוכר בעברית בשם תַלְמָי, שחי באלכסנדריה במאה השנייה לספירה, וכתב כמה ספרים חשובים בגיאוגרפיה, מתמטיקה והיסטוריה. בחיבורו המפורסם ביותר, ה"אלמגסט" (Almagest), הוא הציג את הפתרון לבעיה הגדולה של המודל הגיאוצנטרי. כוכבי הלכת אכן נעים במעגלים, הסביר, אבל נוסף על המעגל הגדול כל אחד מהם נע במעגלים קטנים, סביב הקו של אותו מעגל גדול. כלומר אם מסתכלים על תנועתם במשך שנים, רואים שהכיוון הכללי שלה הוא על היקף של מעגל גדול. אבל בפרקי זמן קצרים יותר רואים לפעמים את התנועות על המעגלים הקטנים, וזה מה שמסביר את מה שנראה לפעמים כתנועה שלהם לאחור.

ההסבר המבריק שלו לא רק פתר את בעיית המודל הגיאוצנטרי, אלא גם הצליח לחזות בדיוק סביר את מיקומם המשתנה של גרמי השמים, בלי להפר את הכללים המחייבים שכדור הארץ יהיה במרכז והתנועה תהיה מעגלית. זו הסיבה שהמודל השגוי הזה, שפורסם בערך בשנת 150 לספירה, שרד יותר מ-1,400 שנה: הרבה יותר מרוב התיאוריות המדעיות המוכרות לנו.

מודל שגוי, אבל מוצלח: תרשים מהמאה ה-18 של האפיצקלים של תלמי ותנועת כוכבי הלכת סביב הארץ | מקור: ויקיפדיה, נחלת הכלל

על הסיבובים

שינוי התפיסה המדעית המקובלת דרש זמן רב, ומי שחולל את תחילתו היה דווקא איש דת. מִיקוֹלַאי קוֹפֶּרְנִיק, שנולד ב-1473 באזור ששייך כיום לפולין. קופרניק, המוכר בשם הלטיני קוֹפֶּרְנִיקוּס, היה איש רב פעלים: כומר שלמד רפואה והתמצא גם בענייני כספים וכלכלה. בתקופת לימודיו באוניברסיטה הוא התוודע לאסטרונומיה, ואף שזה לא היה חלק ממסלול לימודיו הרשמי, ניצל כל הזדמנות להרחיב את ידיעותיו בתחום. למזלו, דודו היה הגמון (בישוף) חשוב, ועבודתו העיקרית של מיקולאי הייתה לשמש מזכיר ורופא אישי של הדוד רם המעלה. עיסוקו הזה השאיר לו שפע של פנאי לעסוק בתחביבו.

מהתצפיות שעשה בעצמו ומלימוד מחקרים אסטרונומיים של אחרים השתכנע קוֹפֶּרְנִיקוּס מעל לכל ספק שמרכז היקום קרוב לשמש, ושכל כוכבי הלכת, כולל כדור הארץ, סובבים סביבה. הוא הבין שתנועת הנסיגה של כוכבי הלכת נובעת מהמיקום שלנו כצופים על כוכב לכת שמקיף גם הוא את השמש, ושהשינויים במקומה של השמש ביום ושל הכוכבים בלילה נובעים מכך שכדור הארץ חג סביב עצמו.

את התובנות האלה סיכם קוֹפֶּרְנִיקוּס בחוברת קטנה ותמציתית שכתב בכתב ידו בשנת 1514. החוברת, שכותרתה "ההערות" (Commentariolus), לא פורסמה ממש, אלא רק נשלחה לכמה אסטרונומים ואינטלקטואלים. היא עוררה עניין מועט מאוד – גם מפני שרק בודדים קראו אותה וגם כי קוֹפֶּרְנִיקוּס לא היה מוכר לקהילה המדעית אלא היה כומר זוטר מאזור נידח.

כומר זוטר מאזור נידח, שלא השפיע רבות על תפיסת העולם של בני תקופתו. קופרניקוס | מקור: Science Photo Library

לאחר שדודו ההגמון הלך לעולמו היה לקוֹפֶּרְנִיקוּס עוד יותר זמן, וגם מספיק כסף כדי להתמסר כל כולו לתחביבו. הוא בנה לעצמו מצפה כוכבים קטן, ובמשך כמעט שלושים שנה הרחיב את החוברת הקטנה לספר עב כרס, הכולל את כל הפרטים התצפיתיים והמתמטיים החסרים על תנועות כוכבי הלכת. עם זאת, הוא היסס לפרסם את הספר מחשש שהתיאוריה המהפכנית לא תתקבל יפה בקהילה המדעית – וגם תרגיז את הכנסייה, שאנשיה תפסו מקום מרכזי בממסד המדעי של הימים ההם. עם זאת, בחלוף השנים שמעו יותר ויותר מלומדים על התיאוריה ודחקו בקוֹפֶּרְנִיקוּס לפרסם אותה, למרות חששותיו.

בסופו של דבר השלים קוֹפֶּרְנִיקוּס את הספר "דֶה רֶבוֹלוּטְיוֹנִיבּוּס אוֹרְבִּיוּם צֶלֶסְטיוּם" (De Revolutionibus Orbium Coelestium), "על סיבּוּבֵי הכדורים השמימיים", שנחשב כיום לאחד מספרי המדע החשובים בהיסטוריה. הספר ראה אור ב-1543, כשקופרניקוס היה בן 70, חולה על ערש דווי. האגדה מספרת שהוא היה בתרדמת, וכשהביאו לו את הספר מהדפוס הוא התעורר, קרא אותו, ואז עצם את עיניו בפעם האחרונה.

הפרסום של "על הסיבּוּבִים" לא שינה את עמדתה של רוב הקהילה המדעית. היו לכך כמה סיבות: ראשית, הוא הופץ בעותקים מעטים ולא הגיע לאנשים רבים. שנית, הוא נכתב בסגנון אָיוֹם ונורא והיה קשה מאוד לקריאה. שלישית, האדם שהכין את הספר לדפוס הוסיף הקדמה משל עצמו, לכאורה בשם קוֹפֶּרְנִיקוּס, וטען בה שהמודל בספר הוא דרך נוחה לחישובים, ולא ניסיון להציג את המציאות. אבל הסיבה העיקרית שהקשתה על הספר להתקבל הייתה שהמודל הגֵיאוֹצֶנְטְרִי של תלמי עדיין חזה את מיקומם של כוכבי הלכת טוב יותר מהמודל ההֶלְיוֹצֶנְטְרִי של קופרניקוס.

הספר שזכה להתעלמות בזמנו נחשב כיום לאחד החשובים בהיסטוריה של המדע. על הסיבובים | מקור: Science Photo Library

מוות מפתיע

איך ייתכן שהמודל השגוי היה מדויק יותר מהמודל הנכון? לפתרון התעלומה שותפים עוד שלושה אסטרונומים ידועים: הראשון היה טיכו בְּרַהֶה, שנולד בדנמרק ב-1546, שלוש שנים אחרי מותו של קופרניקוס. בְּרַהֶה נחשב לאסטרונום התצפיתי הטוב ביותר בעידן שקדם להמצאת הטלסקופ. הוא היה בן חסותו של מלך דנמרק פרדריק השני. המלך בנה לו מצפה כוכבים משוכלל, שם עשה ברהה תצפיות ורישומים בעזרת מכשירים שתכנן ובנה בעצמו, ושרטט את מיקומם של כוכבי הלכת ושל כוכבים אחרים בדיוק שעלה על כל קודמיו.

בְּרַהֶה לא פענח נכון את משמעות תצפיותיו, ואפילו בנה לפיהן מודל מוטעה שקבע כי כוכבי הלכת אכן מקיפים את השמש, אבל היא עצמה חגה סביב כדור הארץ. ב-1588 מת המלך פרדריק השני. בנו, כריסטיאן הרביעי, לא התעניין במדע והפסיק לממן את המצפה ואת האסטרונום. יש גם שמועות על סכסוך אישי ביניהם. בְּרַהֶה נאלץ למצוא מקום חדש, ומצא את חסותו של קיסר גרמניה רודולף השני, שהקים עבורו מצפה כוכבים בחצרו בפראג, ואִפשר לו להמשיך בעבודתו – מיפוי מדויק של מסלולי כוכבי הלכת.

בשנת 1600 שכר בְּרַהֶה עוזר, אסטרונום מוכשר בן 29 מהעיר גראץ, שלא היה יכול לעסוק באסטרונומיה תצפיתית עקב ראייתו הלקויה. אבל הוא היה מתמטיקאי מוכשר ביותר, מורה למתמטיקה ולאסטרונומיה, ואף כתב ספר על מסתרי היקום. ההיכרות ביניהם החלה כשבְּרַהֶה החל להתכתב עם מחבר הספר, יוֹהַנֶס קֶפְּלֶר, ובסופו של דבר הזמין את המורה הצעיר לשמש עוזרו.

קֶפְּלֶר האמין בכל ליבו במודל ההֶלְיוֹצֶנְטְרִי של קופרניקוס, והחליט לנסות לשפר אותו בעזרת התצפיות המדויקות של בְּרַהֶה. הוא הספיק לעבוד עם האסטרונום הדגול רק שנה, לפני שבְּרַהֶה מת במפתיע אחרי מחלה קצרה, עוד לפני שהגיע לגיל 55. על פי הסיפור המקובל, בְּרַהֶה סבל מפגיעה בכליות בעקבות משתה ממושך אצל הקיסר, משום שכללי הנימוס מנעו ממנו לצאת לשירותים. על פי גירסה אחרת, מתנקש הרעיל את בְּרַהֶה בשליחות המלך כריסטיאן, לאחר שנודע לו כי האסטרונום ניהל רומן עם אימו.

תצפיתן מעולה ומתמטיקאי מצטיין. תחריט של ברהה (מימין) עם קפלר, דנים במסלול מאדים | מקור: Science Photo Library

מעגלים לא מושלמים

קֶפְּלֶר, שנשאר לבדו, קיבל את משרת המתמטיקאי הקיסרי הראשי ואת כל הרשימות של בְּרַהֶה. הוא ניסה למצוא את ההיגיון הקוסמי בדברים ובעיקר הטרידה אותו העובדה שהמודל ההֶלְיוֹצֶנְטְרִי של קוֹפֶּרְנִיקוּס לא הצליח לחזות כראוי את המסלול של מאדים. קֶפְּלֶר ישב שמונה שנים תמימות עם הנתונים ומילא מאות גליונות נייר בחישובים מתמטיים. בסופו של דבר, בזכות החישובים שלו והתצפיות של בְּרַהֶה, הוא הבין את הטעות של קוֹפֶּרְנִיקוּס: המסלולים של כוכבי הלכת אינם מעגליים, אלא אליפטיים. והשמש אינה נמצאת בדיוק במרכזם.

הסטייה של מסלולי כוכבי הלכת מהמסלול המעגלי קטנה מאוד. האקסצנטריות של מסלול מאדים, כלומר מידת האליפטיות שלו, היא רק 0.09, כשאפס מייצג עיגול מושלם. אבל בגלל גודל המסלול של מאדים, ההפרש בין המיקום האמיתי שלו למסלול מעגלי יכול להגיע ל-20 מיליון קילומטר, וההפרשים גדולים עוד יותר בכוכבי הלכת הרחוקים יותר. הממצאים של קֶפְּלֶר ממחישים עד כמה מדויקות היו התצפיות של ברהה, שמת עוד לפני המצאת הטלסקופ, וגם עד כמה הדיוק הזה חשוב לחיזוי אסטרונומי.

ב-1609 פרסם קפלר את ממצאיו בחיבור מקיף, Astronomia Nova, כלומר "אסטרונומיה חדשה". הוא פירט בספר בדיוק רב את מסלוליהם של כוכבי הלכת, וגם כלל בו שניים משלושת החוקים המגדירים את המסלולים האלה, שמכונים כיום חוקי קפלר.

למרות העבודה המדעית המרשימה, רוב חוקרי הטבע ואנשי הכנסייה לא קיבלו את המודל של קֶפְּלֶר. אנשי הדת לא ראו בעין יפה את הטענה שכדור הארץ אינו במרכז, והפילוסופים לא אהבו את החריגה מדוקטרינת המעגלים.

הרגיז גם את הפילוסופים וגם את הכנסייה. עמוד מתוך "אסטרונומיה חדשה" של קפלר | מקור: Science Photo Library

חידוד הראייה

כדי שתיאוריה מדעית חדשה תתקבל, לא מספיק שהיא תסביר את מה שאנו כבר יודעים, כמו מסלוליהם של כוכבי הלכת. היא צריכה גם לספק תחזית למשהו שאיננו יודעים ושאפשר לאשר במדידה או בתצפית. קוֹפֶּרְנִיקוּס הציע בשעתו תחזית כזאת בדיוק, אבל לא הייתה לו אפשרות לבדוק אותה. הוא שיער – בצדק – שכוכבי הלכת נוגה וחמה חגים סביב השמש. מכיוון שהמסלול שלהם פנימי יותר מזה של כדור הארץ, הוא העריך שנראה מופעים שלהם, כמו מופעי הירח – לפעמים מלא, לפעמים חצוי ולפעמים בצורת סהר דק. לעומת זאת, אם הם מקיפים את כדור הארץ, כפי שגורס המודל של תלמי, המופע ישתנה באופן אחר לגמרי. קוֹפֶּרְנִיקוּס אפילו כתב, "אם יתאפשר לנו לחדד את חוש הראייה במידה מספקת, נוכל לראות מופעים בכוכב חמה ובנוגה".

פחות מ-70 שנה לאחר מותו של קוֹפֶּרְנִיקוּס התממשה התחזית שלו בעניין חידוד הראייה. בתחילת המאה ה-17 החלו לצוץ באירופה מתקנים המשלבים עדשות קמורות וקעורות ומאפשרים לראות בהגדלה עצמים רחוקים. הם קיבלו את השם "טלסקופ" – "לראות רחוק" ביוונית. הטלסקופים הראשונים היו באיכות גרועה, ונחשבו יותר לשעשוע מאשר למכשיר שימושי. אבל עד מהרה הגיע מכשיר כזה לידיו של הממציא והמדען האיטלקי גליליאו גליליי, שנולד בפיזה ב-1564.

גלילאו היה חוקר ומרצה שעסק בפיזיקה, מתמטיקה ואסטרונומיה. הוא טען תמיד שהדרך הטובה ביותר ללמוד על הטבע היא להתנתק מהספרים, להתבונן סביב ולעשות ניסויים. מרגע שהטלסקופ נכנס לחייו הוא החל לחקור לעומק את עקרונות פעולתו, ועד מהרה בנה מכשירים משוכללים וחזקים הרבה יותר. בעוד הטלסקופים הטובים בשוק הגדילו פי עשרה בערך, הטלסקופ של גליליאו הגדיל פי 60.

פיתח את מכשירי התצפית המשוכללים ביותר של זמנו. גלילאו מדגים את הטלסקופ שלו בוונציה | מקור: Science Photo Library

הוא החל לבצע תצפיות שיטתיות ועד מהרה העלה ממצאים מפתיעים. גלילאו גילה שהירח אינו כדור מושלם כפי שחשבו קודם לכן, ושפניו מכוסים בליטות ושקעים. מכך הוא הבין שעל הירח יש הרים ועמקים כמו בכדור הארץ. הוא גילה כתמים שנעים על השמש והסיק שהיא מסתובבת סביב צירה, ושיש עליה אזורים חמים יותר וחמים פחות. גלילאו גם זיהה ארבעה עצמים שחגים סביב צדק והבין שהם ירחים של כוכב הלכת – כלומר גופים שבוודאות אינם מקיפים את כדור הארץ.

בסתיו 1610 החל גלילאו לצפות בכוכב הלכת נוגה, והתחיל לעקוב אחר המופעים שלו. מהר מאוד הוא ראה שהמופעים של נוגה התאימו בדיוק לתחזית של קופרניקוס על פי המודל ההֶלְיוֹצֶנְטְרִי – כוכב הלכת נראה כסהר דק כשהוא נמצא בין השמש לכדור הארץ, ומתרחב כשהוא מתרחק מאיתנו ועובר לצידה השני של השמש. עכשיו לא נותר עוד ספק: כוכב הלכת נוגה חג סביב השמש, לא סביב כדור הארץ, וכך כנראה גם כוכבי הלכת האחרים – כולל כדור הארץ.

תחזית שהתגלתה כמדויקת מאוד. הממצאים של גלילאו מתצפיותיו על המופעים של נוגה | מקור: NASA

דיאלוג וסתימת פיות

אף על פי שיותר ויותר מדענים קיבלו את ההוכחה שהארץ סובבת סביב השמש, ואולי דווקא בגלל זה, הכנסייה הקתולית נזכרה פתאום שהיא מתנגדת לה בתוקף. ב-1616 החליטה הכנסייה להחרים את "על הסיבובים" של קופרניקוס, שראה אור 73 שנה קודם לכן. מכיוון שגלילאו היה מהפילוסופים הבולטים שתמכו במודל ההֶלְיוֹצֶנְטְרִי ולימדו אותו, הזהירה אותו הכנסייה לחדול מכך ודרשה שיכתוב ספר שיבהיר את עליונותו של המודל הגֵיאוֹצֶנְטְרִי.

גלילאו אכן כתב ספר, אבל לא כפי שהכנסייה התכוונה. ב"דיאלוג בעניין שתי מערכות העולם העיקריות", שיצא לאור ב-1632, הוא הציג באופן פשוט את המחלוקת בין שתי התפיסות כדו-שיח בין שני דוברים, המסביר את עליונות המודל ההֶלְיוֹצֶנְטְרִי ומגחיך את הצד התומך במודל הגֵיאוֹצֶנְטְרִי. בנוסף הוא כתב את ספרו באיטלקית כדי לִפנות לקהל הרחב, ולא בלטינית שהייתה שפת המלומדים.

"הדיאלוג" הוכנס גם הוא אל רשימת הספרים האסורים וגליליאו הועמד לדין באשמת כפירה, והורשע. למזלו הוא לא נידון למוות אלא למעצר בית בלי הגבלת זמן. לפי האגדה, לאחר גזר הדין אמר את המשפט המפורסם Eppure Si Muove – "ואף על פי כן נוע תנוע!" כשהוא מתכוון כמובן לכדור הארץ. אבל חופש התנועה שלו נשלל ממנו, והוא אכן סיים את חייו במעצר הבית, בשנת 1642.

למזלו לא נדון למוות. משפטו של גלילאו בפני הכנסייה, תחריט של לואי פיגייה מ-1870 | מקור: Science Photo Library

עקרונות התנועה

כדי להשלים את התמונה שעלתה מהגילויים של קופרניקוס, ברהה, קפלר וגלילאו נותר עדיין להבין מדוע כדור הארץ וכוכבי הלכת חגים סביב השמש במסלולים אליפטיים, ואינם נופלים או נעים לנצח בחלל. את ההסבר הפיזיקלי השלם סיפק המדען הבריטי הנודע אייזק ניוטון. בספרו "עקרונות מתמטיים של פילוסופיית הטבע" (Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, או בקיצור ה"פרינקיפיה"), שיצא לאור ב-1687, פרסם ניוטון את חוקי התנועה שלו, והסביר שכל עצם אמור להתמיד בתנועתו בקו ישר ובמהירות קבועה כל עוד לא פועל עליו כוח חיצוני. גם כוכבי הלכת היו נעים בקו ישר אלמלא כוח הכבידה החזק של השמש היה משנה בהתמדה את הכיוון והקצב של תנועתם. השינוי בתנועת כוכבי הלכת הוא פועל יוצא של המסה של השמש והמרחק שלהם ממנה, והוא יכול לגרום למסלול אליפטי כפי שחזה קפלר. החוקים של ניוטון אומנם עסקו בכוכבי הלכת, אבל הם היו אוניברסליים ונכונים לתופעות רבות בטבע – כמו תפוח עץ הנושר אל האדמה.

העבודה של ניוטון, לצד עוד ועוד התפתחויות באסטרונומיה, הפכו את המודל ההליוצנטרי לעובדה מוגמרת. שלב נוסף חשוב בתהליך היה הזמן שחלף: מתנגדים בני זמנם של קפלר וגלילאו הלכו לעולמם, ואנשים כמו ניוטון, שנולד כמה חודשים אחרי מותו של גלילאו, כבר גדלו לעולם שבו, לפחות אצל המדענים, המודל ההליוצנטרי היה מקובל הרבה יותר.

המסמר האחרון בארון הקבורה של המודל הגיאוצנטרי. ניטון ועמוד השער של ספרו המפורסם | מקור: Science Photo Library

המהפכה הארוכה

לכנסייה נדרש קצת יותר זמן לעכל את השינוי, אבל בסוף גם היא הבינה שאין ברירה. ב-1757 הוסרו הספרים של גליליאו ושל קופרניקוס מרשימת הספרים האסורים, יותר ממאה שנה לאחר מותו של גלילאו ומאתיים שנה אחרי מות קופרניקוס.

גם אחרי שביטלה את האיסור על פרסום הספרים, הכנסייה לא מיהרה לבלוע את הצפרדע עד תומה, אבל בסופו של דבר היא עשתה גם את זה. ב-1992, הרבה אחרי שמבנה מערכת השמש אומת וחלליות טסו במרחבי מערכת השמש בעזרת חוקי קפלר וניוטון, הכיר לבסוף האפיפיור יוחנן פאוּלוֹס השני בכך שכדור הארץ אכן נע סביב השמש, והודה שגלילאו צדק ושנעשה לו עוול. זה דרש אומנם 360 שנה, אבל אולי אפשר להתנחם בכך שהיום כל ילד מכיר את השם גלילאו, בעוד הרבה פחות אנשים זוכרים מי היה יוחנן פאולוס השני, ועוד פחות מכירים את שמו של אוּרבנוּס השמיני, האפיפיור שבימיו נשפט גליליאו.

שינוי התפיסה ביחס למבנה היקום הוא כנראה תהליך השינוי הממושך ביותר שעברה תיאוריה מדעית כלשהי. חלפו כמעט אלפיים שנה מאז שאריסטרכוס העלה את הרעיון שכוכבי הלכת חגים סביב השמש ועד שהאמת הזו התקבלה.

השימוש במילה Revolution במובן של "מהפכה" נובע כנראה משם ספרו המפורסם של קופרניקוס, שם המילה משמשת במובן של סיבוב (סיבוב הכדורים השמימיים). השינוי שהספר חולל היה מהפכה תפיסתית כה עמוקה עד שהיא חלחלה אפילו ללשון.

שנת צאתו של "על הסיבובים", 1543, נחשבת כיום למועד תחילתה של המהפכה המדעית; 1609, שבה התחיל גלילאו את התצפיות בטלסקופ שלו, נחשבת לשנת הולדתה של האסטרונומיה המודרנית. במאות הבאות, ככל שהטלסקופים השתכללו, גילתה האנושות עוד ועוד מסודותיה של מערכת השמש: כוכבי לכת לא מוכרים, ירחים נוספים, אסטרואידים, שביטים ועוד.

בהמשך נחשפו הממדים האדירים של הגלקסיה שלנו, שביל החלב. אבל רק לפני פחות ממאה שנה התברר שהיקום גדול הרבה יותר, והגלקסיה שלנו היא רק אחת ממאות מיליארדי גלקסיות, ביקום הגדל ומתפשט מאז המפץ הגדול.

פרק הזמן הארוך כל כך שנדרש לנו להבין ולקבל את מקומנו ביקום מלמד משהו על מהפכות מדעיות ועל השיטה המדעית, אבל לא פחות מכך על טבע האדם: עד כמה קשה לנו לתפוס רעיונות שסותרים לכאורה את האינטואיציה שלנו, ולקבל עמדות מדעיות שנראות שונות מהתפיסה המקובלת.

בסוף גם הכנסייה שינתה את דעתה. הפרשנות של המאיירת נעה כ"ץ: