המהפיכה הקופרניקאית וניצחונה

במשך 1800 שנה בקירוב שלטה בעולם התיאוריה האריסטוטלית (אריסטו = 384 עד 322 לפני הספירה), שקבעה שני עקרונות-יסוד במבנה היקום: הארץ היא מרכזו של העולם, וכל המצוי מעל ל"רקיע הירח" הם דברים קבועים, נצחיים, שאינם משתנים, קרי - אלוהיים. תיאוריה זו עברה מאז חיזוקים ושינויים, שנדרשו לאור העובדה, שתופעות קוסמיות שונות, שנצפו במהלך השנים והדורות לאחר אריסטו, אינן מתיישבות עם התיאוריה שלו ואינן מוסברות על ידה. החוקרים שבאו אחריו חיפשו כל דרך לתרץ או להסביר ממצאים שנצפו באופן שיתאים לעקרונות שקבע אריסטו. ממצאים חריגים תורצו בשגיאות במדידה או "תוקנו" ע"י הוספת אלמנטים שונים, תוך שהם מסבכים את מודל הקבע שהציב אריסטו.

תלמי - קלאודיוס פתולומיי, 165-85

האסטרונום שתרם יותר מכולם לחיזוקה של התיאוריה האריסטוטלית ולשימורה במשך מאות שנים היה תלמי - קלאודיוס פתולומיי (Ptolomey). תלמי, שחי במצרים בין השנים 85 ו-165 לספירה. בספרו Algamest הבהיר והסביר את החריגים השונים שהציבו סימני שאלה לגבי העיקרון של אריסטו. אחד מהם היא התנועה לאחור של המאדים וכוכבי-לכת אחרים.

תלמי

דף מספרו של תלמי אלגמסט

"התנועה לאחור" של כוכבי-לכת: אחת למספר שנים נצפית תנועה סיבובית לאחור של כוכבי-לכת, בעיקר של המאדים. ממצא חריג זה תורץ ע"י תיאוריה בשם תנועה אפיציקלית (Epicyclic move), לפיה מבצע המאדים סיבוב מעגלי סביב צירו, תוך שהוא מבצע את התנועה המעגלית סביב לכדור הארץ.

לסיבוב השמש סביב הארץ אין קצב קבוע, ואת הפער בזמנים פירש תלמי בכך, שמרכז המעגל בו סובבת השמש את הארץ מרוחק מעט מכדור הארץ עצמו, ונקודה זו כונתה אקוונט - Equant.

האקוונט

ממצאים שונים נוספים לא התאימו לתיאוריה האריסטוטלית, ומדעני אותן תקופות תירצו אותם בכל דרך אפשרית, ובלבד שתצדיק את אמיתותה ותקפותה של אותה תיאוריה.

מידע נוסף על תלמי - קלאודיוס פתולומי
http://www-gap.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Ptolemy.html
http://es.rice.edu/ES/humsoc/Galileo/Things/ptolemaic_system.html
http://www.roman-britain.org/ptolemy.htm
http://www.pbs.org/wnet/hawking/universes/html/ptole.html

ניקולאס קופרניקוס, 1543-1473

בשנת 1514, 1800 שנה לאחר אריסטו, חל המהפך. ניקולאס קופרניקוס, כומר, רופא ואסטרונום פולני, שחי לו בכנסיה נידחת בפולין, הביא את המהפיכה בהבנת מבנה היקום. היתה זו אחת המהפיכות היותר גדולות והיותר משמעותיות בחיי האדם: תפיסת עולם הליוצנטרית במקום התפיסה הגיאוצנטרית של אריסטו ותלמי. השמש, ולא כדור הארץ, היא מרכזו של היקום בו אנחנו חיים, וכל יתר גרמי השמיים, כולל כדור הארץ, סובבים את השמש.

ניקולאס קופרניקוס, 1543-1473
ראה
http://www-gap.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Copernicus.html

המערכת הגיאוצנטרית של אריסטו ותלמי

המערכת ההליוצנטרית של קופרניקוס

הבניין בפראונבורג, בו ערך קופרניקוס את תצפיותיו ומחקריו

את המהפיכה הכבירה בתפיסת העולם העלה קופרניקוס בחוברת קטנה בשם "הערה קטנה" - Little Commentary , שנכתבה בכתב ידו, בה קבע שבעה עקרונות יסוד, שהפכו על פיהן את התפיסה ששלטה עד לזמנו, לפיה כדור הארץ הוא מרכז היקום, על כל המשתמע מכך, וביטל את כל התוספות למודל האריסטוטלי שהציעו החוקרים עד לזמנו, בעיקר את אלו של תלמי, שנוצרו כדי להצדיק את התיאוריה האריסטוטלית - ראה באתר
http://www-gap.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Copernicus.html

המודל של קופרניקוס נבנה על שבע הנחות יסוד חדשות:
1. ליקום אין מרכז אחד;
2. כדור הארץ איננו מרכז היקום;
3. מרכז היקום נמצא סמוך לשמש;
4. המרחק בין כדור הארץ לשמש זניח לחלוטין בהשוואה למרחק שבין כדור הארץ לכוכבים
5. סיבוב כדור הארץ (סביב צירו) מסביר את הסיבוב היומי לכאורה של הכוכבים
6. המחזור השנתי הנצפה של תנועת השמש נוצר ע"י סיבוב כדור הארץ סביבה
7. התנועה לאחור לכאורה של כוכבי הלכת היא טעות אופטית של תנועת כדור הארץ ביחס לתנועת כוכבי הלכת, כפי שהיא נתפשת מנקודת מבטו של הצופה.

הסברה של המערכת הפתולומיאית לתופעת התנועה לאחור של המאדים
ראה באתר
http://alpha.lasalle.edu/~smithsc/Astronomy/retrograd.html

הפאראלקס - הבנת המרחק מהארץ לכוכבים ולשמש
ראה באתר
http://mathsforeurope.digibel.be/Copernicus.htm

קופרניקוס על בול מגרמניה

היקום על פי אריסטו-תלמי	היקום על פי קופרניקוס

רק 30 שנה מאוחר יותר, בשנת 1543, השנה בה נפטר קופרניקוס, ראה חיבור זה אור בספר בשם "על הסיבובים של הגופים השמימיים". את הספר חיבר גורג' יואכים רתיקוס, מרצה למתימטיקה באוניברסיטת ויטנברג.

קטע מספרו של קופרניקוס, שחובר בידי רתיקוס

מקורות נוספים על ניקולאס קופרניקוס
http://www.lucidcafe.com/library/96feb/copernicus.html
http://www.phy.bg.ac.yu/web_projects/giants/copernicus.html
http://www.pbs.org/wnet/hawking/universes/html/coper.html

ספרו של קופרניקוס
http://www.bj.uj.edu.pl/bjmanus/revol/titlpg_e.html

גורג יואכים רתיקוס
http://www-gap.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Rheticus.html

ועל מערכת השמש
http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/our_solar_system/solar_system.html