המודל הגאוצנטרי

המודל הגאוצנטרי (גאיא = ארץ, סנטרום = מרכז) הציב את כדור הארץ במרכז היקום או מערכת השמש.

שתי תצפיות פשוטות תמכו ברעיון: השמש, הירח וכוכבים נראים כאילו מסתובבים סביב הארץ פעם ביממה, וכדור הארץ נראה יציב ונייח לצופה עליו. גם אמונות ומיתוסים קדומים התאימו לרעיון זה.

אבל המודל נתקל בבעיות תצפיתיות ותיאורטיות. הסיבוב היומי של השמש מוסבר היום בכך שכדור הארץ סובב על צירו, ולא שהשמש מקיפה את הארץ. כדי להסביר תנועות מוזרות של כוכבי לכת, פיתחו היוונים רעיונות כמו אפיציקלוס, גלגל קטן שמסתובב על גלגל גדול, והסטת מרכז הגלגלים. רעיונות אלה סיבכו את התיאור והיוו תיקונים גאומטריים בלבד.

הקדמונים הבחינו ב"שבעה כוכבי לכת" והסבירו את תנועותיהם באמצעות כיפות וגלגלים שמקיפים את הארץ. אנכסימנדרוס דמיין את הארץ כעמוד במרכז, הפיתגוראים חשבו על כדור סביב אש מרכזית, ואחרי כן התגבשה התפיסה שהארץ כדורית וממוקמת במרכז.

אריסטו סידר גלגלים מעגליים סביב הארץ. הוא הוסיף את ה-Primum mobile, גלגל חיצוני שמניע את כולם. לפי אריסטו, היקום קבוע ומושלם מעל הירח, בעוד שהעולם הארצי משתנה.

אריסטרכוס הציע שהשמש במרכז. רעיון זה יכול היה להסביר שינויים בעוצמת ההארה של כוכבי לכת, אך נדחה כי לא הצליח להסביר מדוע הארץ נראית נייחת ולמה לא נראית פרלקסה, שינוי זוויתי של כוכבים שנובע מתנועה של הארץ.

אנשי מדע כמו אפולוניוס הוסיפו אפיציקלוסים והסטת מרכזים כדי להתאים את המודל הגאוצנטרי לתצפיות. השינויים פתרו חלק מהבעיות, אך הפכו את המודל למורכב מאוד.

תלמי שיפר את המודל הגאוצנטרי והעניק לו בסיס מתמטי בספרו "אלמגסט". המודל שלו נתן תחזיות טובות ותאם תצפיות, ולכן התקבל כסטנדרט במשך מאות שנים.

הכנסייה הנוצרית אימצה את מודל תלמי והפכה אותו לחלק מתאולוגיה. תומאס אקווינס חיבר את המודל עם האמונה הדתית והעצים את מקומיותו בתרבות האירופית.

חכמי ישראל השתמשו במודלים אסטרונומיים גאוצנטריים לחישוב לוח השנה וזמני היום. הרמב"ם תיאר את המודל לצורכי חישוב, והדגיש שמדובר בכלי חישובי.

במאה ה-16 קופרניקוס הציע מחדש את המודל ההליוצנטרי. טיכו ברהה אסף מדידות מדויקות, וקפלר השתמש בהן כדי לגלות שהמסלולים הם אליפסות, לא מעגלים. גלילאו תצפת בטלסקופ וגילה ירחים של צדק, קטעי פני הירח וכתמי שמש, ראיות שסתרו את מושג השמיים הבלתי משתנים.

בשלהי המאה ה-17 ניוטון ניסח את חוק הכבידה והסביר את התנועה כמערכת מכנית, כשהשמש וכוכבי הלכת מקיפים את מרכז הכובד המשותף.

עד אמצע המאה ה-17 רוב המדענים נטשו את הגאוצנטריות. משפטו של גלילאו והדיון על יחס בין מדע לדת סימנו שינוי תרבותי. ניסוי המטוטלת של פוקו חיזק את רעיון סיבוב כדור הארץ.

כיום יודעים שמבחינה פיזיקלית אפשר לבחור כל נקודת ייחוס. אך המודל ההיסטורי, שהניח את הארץ כמרכז היקום, אינו מתקבל מדעית. ניוטון וקונספט מרכז הכובד מסבירים טוב יותר את תנועת הגופים. כיום מקובל שאין ליקום מרכז מוגדר, והמודל ההליוצנטרי והדקדוק המכניקלי החליפו את המודל הגאוצנטרי.

המודל הגאוצנטרי אומר שהארץ היא מרכז היקום. (גאוצנטרי = ארץ במרכז.)

אנשים ראו את השמש והכוכבים נעים על השמיים. זה נראה כאילו הם מקיפים את הארץ. גם התחושה שאנו עומדים יציב חיזקה את הרעיון.

היו מיתוסים שמדברים על הארץ שעומדת על חיות גדולות. מדענים קדומים הסבירו את התנועות בעזרת גלגלים שמקיפים את הארץ.

אריסטו אמר שכל הגלגלים הם מעגלים מושלמים. מעל כולם יש גלגל גדול שמזיז את כולם.

האסטרונום אריסטרכוס הציע שהשמש במרכז. אבל הרעיון נדחה כי לא ראו אז שינוי במיקום הכוכבים.

כשהכוכבים התנהגו בדרכים מוזרות הוסיפו אסטרונומים גלגלים קטנים שנקראו אפיציקלוסים. (אפיציקלוס = גלגל קטן שמסתובב על גלגל גדול.) זה עזר, אבל הפך את ההסבר למסובך.

תלמי פיתח מודל מתמטי טוב. המודל שלו נתן תחזיות טובות ולכן אנשים האמינו לו הרבה זמן.

הכנסייה אימצה את המודל והפכה אותו לחלק מהאמונה שלה. כך קשה היה לשנות אותו.

חכמי ישראל השתמשו במודל הזה כדי לחשב לוחות שנה וזמנים. הרמב"ם תיאר את המודל לצורכי חישוב.

קופרניקוס חזר להציע שהשמש במרכז. מאוחר יותר קפלר גילה שהמסלולים הם אליפסות. גלילאו בחן את השמיים בטלסקופ וגילה ירחים שמקיפים כוכב אחר. זה הראה שכדור הארץ לא חייב להיות בכל התנועות.

מאמצע המאה ה-17 רוב המדענים קיבלו שהשמש אינה סביב הארץ. ניוטון הסביר את התנועה בעזרת כוח הכבידה.

כיום יודעים שאין מקום אחד מרכזי ליקום. אפשר לבחור נקודת מבט שתקל על החישובים. המודל ההסטורי של הארץ כמרכז לא מתאים למדע המודרני.