מבנה היקום

• כיתה ח’
• היקום
• 6 דקות קריאה

מכוכבי לכת ועד צבירי גלקסיות — איך בנוי היקום, כמה הוא גדול באמת, ומה יש במערכת השמש שלנו. עם תרגיל פתור.

התשובה בקצרה

מבנה היקום הוא כמו כתובת, מהקטן לגדול:

1. כוכב לכת — כמו כדור הארץ, מקיף כוכב.
2. מערכת שמש — כוכב אחד וכל מה שמקיף אותו.
3. גלקסיה — מאות מיליארדי כוכבים, כמו שביל החלב שלנו.
4. צביר גלקסיות — קבוצה של גלקסיות שכוח המשיכה מחזיק יחד.
5. היקום — כל אלה יחד, עם מאות מיליארדי גלקסיות לפחות.

למי זה מיועד: מבנה היקום נלמד בכיתה ח’. אם אתם צריכים רק את הסדר — הוא בתשובה שלמעלה. אם אתם צריכים להבין את הגדלים — המשיכו לסעיף השני.

ממה בנוי היקום

הכל מתחיל בכוכבים. כוכב הוא כדור ענק של גז חם, שמייצר אור וחום בתגובות גרעיניות בתוכו. השמש שלנו היא כוכב, ובכלל לא מהגדולים. סביב כוכבים רבים נעים בכוח המשיכה כוכבי לכת, שלא מייצרים אור משלהם — הם רק מחזירים את האור של הכוכב.

כוכבים מתקבצים בגלקסיות. שביל החלב, הגלקסיה שלנו, היא גלקסיה ספירלית עם מאות מיליארדי כוכבים, והשמש נמצאת באחת מהזרועות שלה, רחוק מהמרכז. גלקסיות מתקבצות בצבירים, והצבירים יוצרים יחד מבנה ענק של חוטים וחללים ריקים — המבנה של היקום כולו.

כמה גדול זה באמת

המספרים בחלל גדולים מכדי לדמיין אותם. השמש רחוקה מאיתנו 150 מיליון קילומטר, והכוכב הקרוב אחריה רחוק פי יותר מ־250 אלף. כדי להבין את הגדלים, מקטינים הכל באותו יחס — בדיוק כמו במפה. בוחרים כמה קילומטרים אמיתיים ייוצגו על ידי מטר אחד במודל, ומחלקים.

תרגיל פתור: מודל של מערכת השמש

הנתונים: קוטר השמש הוא כ־1,400,000 קילומטר. קוטר כדור הארץ הוא כ־12,700 קילומטר, והמרחק ביניהם כ־150,000,000 קילומטר. בונים מודל שבו השמש היא כדור בקוטר מטר אחד.
השאלה: מה יהיה גודל כדור הארץ במודל, וכמה רחוק מהשמש הוא יעמוד?

1. השמש, 1,400,000 קילומטר, הופכת למטר אחד. לכן כל 1,400,000 קילומטר הם מטר במודל. מחשבים את כדור הארץ: 12,700 / 1,400,000 ≈ 0.009 כלומר 9 מילימטר — גודל של גרגר חומוס.
2. מחשבים את המרחק באותו יחס: 150,000,000 / 1,400,000 ≈ 107

התשובה: אם השמש היא כדור בגובה של ילד קטן, כדור הארץ הוא גרגר חומוס במרחק של מגרש כדורגל ממנה. ≈ 9 mm, ≈ 107 m

ובאותו מודל, הכוכב הקרוב ביותר אחרי השמש היה עומד במרחק של כ־29,000 קילומטר — יותר מפעמיים קוטר כדור הארץ האמיתי. זה מה שהופך את החלל לריק כל כך.

מערכת השמש מקרוב

במערכת השמש יש שמונה כוכבי לכת. ארבעת הקרובים לשמש — כוכב חמה, נוגה, כדור הארץ ומאדים — קטנים וסלעיים. ארבעת הרחוקים — צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון — ענקיים ובנויים בעיקר מגז ומקרח. לרוב כוכבי הלכת יש ירחים, ובין מאדים לצדק נמצאת חגורה של אלפי אסטרואידים, גופים סלעיים קטנים.

הרחק מעבר לנפטון נעים שביטים: גושים של קרח ואבק. כששביט מתקרב לשמש, הקרח שלו מתאדה, ונוצר לו זנב ארוך שיכול להימתח על פני מיליוני קילומטרים.

איפה רואים את זה בחיים

• שביל החלב במדבר

  בלילה חשוך, הרחק מאורות העיר, רואים פס בהיר בשמיים. זו הגלקסיה שלנו, במבט מבפנים.

• “כוכב הערב”

  הנקודה הבהירה שמופיעה לפעמים אחרי השקיעה היא בדרך כלל נוגה — כוכב לכת, לא כוכב. הוא מחזיר את אור השמש.

• מטר מטאורים באוגוסט

  בכל אוגוסט כדור הארץ עובר דרך שביל של אבק שהשאיר אחריו שביט. בלילות האלה רואים עשרות כוכבים נופלים בשעה.

שאלות נפוצות

מה ההבדל בין כוכב לכוכב לכת?

כוכב מייצר אור וחום בעצמו, כמו השמש. כוכב לכת לא מייצר אור, ורואים אותו רק כי הוא מחזיר את האור של הכוכב שהוא מקיף. כוכב לכת גם קטן בהרבה מכוכב.

מה ההבדל בין מערכת השמש לגלקסיה?

מערכת השמש היא כוכב אחד — השמש — וכל מה שמקיף אותו. גלקסיה היא אוסף של מאות מיליארדי כוכבים, ולרבים מהם יש מערכות משלהם. מערכת השמש היא נקודה קטנטנה בתוך שביל החלב.

כמה גדול היקום?

החלק שאנחנו יכולים לראות, שנקרא היקום הנצפה, רוחבו כ־93 מיליארד שנות אור. שנת אור היא המרחק שהאור עובר בשנה. ייתכן שהיקום כולו גדול בהרבה, ואולי אפילו אינסופי — אבל את זה איש עוד לא יודע.

המבחן על היקום בשבוע הבא?

בקורס הפיזיקה לכיתה ח’ כל נושא מוסבר בסרטון, עם תרגילים פתורים לאורך הדרך. משלמים פעם אחת, והקורס נשאר אצלכם.

לקורס כיתה ח’