English | עברית



המעבר של נוגה בהיסטוריה

כתב: דוד פולישוק

מעבר צלילתו של כוכב הלכת נוגה על-פני דיסקת השמש, נצפה עד עתה בהיסטוריה האנושית חמש פעמים בלבד. בחמש פעמים אלו היה זה לא רק מאורע יוצא דופן ויפה לעין, אלא גם אירוע חשוב ומהותי לחוקרים ולמדענים. לא בכדי הושקע בתיעוד האירוע ובחקירתו הון וזמן רב, ואנשים רבים הקדישו את שנותיהם הטובות, ולעיתים אף קיפדו את חייהם, רק כדי לצפות במעבר של נוגה.


ג'רמיה הורוקס עורך תצפיות במעבר של 1639

המאה ה-17

יוהנס קפלר, המתמטיקאי הדגול שניסח את החוקים לפיהם נעות הפלנטות סביב השמש, חזה לראשונה קיום אפשרי של המעבר של נוגה אחת ל-130 שנה, וטען שהמעבר הקרוב יתרחש ב-1631. לצערו הוא לא יכל לצפות בו, משום שבעת המעבר הייתה שעת לילה באירופה. לא עבר זמן רב ובחור צעיר בשם ג'רמיה הורוקס (Horrocks) מצא טעויות במשוואותיו של קפלר – והגיע למסקנה שמעברים מגיעים בזוגות ובהפרשי זמן של שמונה שנים! המעבר הבא של נוגה יהיה עם כן ב-1639. הורוקס היה גם הראשון שצפה במעבר, שהתחיל בשלוש ורבע בצהרים בדיוק כפי שחישב. הורוקס לא רק התרשם מהמראה, אלא ערך מדידות אסטרונומיות: הוא מדד את גודלה הזוויתי של נוגה והעריך את מרחק הארץ מהשמש. על-אף שנפטר שנתיים מאוחר יותר בגיל 24 בלבד, תצפיותיו, מדידותיו ומסקנותיו היו בעלות חשיבות למדענים שהגיעו אחריו ובראשם אייזיק ניוטון.

הערכות וחיזויים

ב-1663 הציע המתמטיקאי האנגלי החשוב ג'ימס גרגורי (James Gregory) שהמעבר של נוגה יאפשר למדוד את המרחק לשמש. אבל רק כאשר האסטרונום הנודע אדמונד האלי (Edmond Halley) העלה זאת שוב, 14 שנים מאוחר יותר, משמעותו המדעית של המעבר התקבלה בקרב הקהילה המדעית כולה. ב-1716, פירסם האלי ספר בנושא, שפירט את שיטות התצפית והמשוואות הדרושות על-מנת לחשב את המרחק לשמש, ספר שהיה לבסיס המדעי על-פיו נערכו התצפיות עשרות שנים מאוחר יותר. אגב, במהלך חייו של האלי, לא התרחשו מעברים.


אדמונד האלי חישב כיצד ניתן למדוד את המרחק בין הארץ לשמש מתוך המעבר של נוגה.

כאשר הגיע המעבר הבא של נוגה, ב-1761, הייתה הקהילה המדעית ערוכה מראש לאירוע. מלבד היכולת הטכנולוגית שאפשרה דיוק במדידות (טלסקופים, שעונים, חישובי קווי אורך ורוחב), האווירה בחוגי המשכילים וההנהגה הפוליטית הייתה אווירה של התלהבות עצומה מפלאי העולם, והמחשבה השלטת הייתה שאין גבול ליכולת החקר של האנושות. מסעות של גילוי ולמידה היו אם כן מקובלים ואהודים, ונחשבו, במאות ה-17 וה-18, כדרך הנכונה והטובה ביותר לעמוד על טיבם של דברים. התצפיות המתוכננות למעבר של 1761 כללו 176 מדענים שעזבו את אירופה לטובת 117 תחנות תצפית ברחבי העולם. על-אף שמלחמת מאה השנים בין אנגליה לצרפת הייתה בעיצומה בתקופה זו, קיבלו המדענים משתי המדינות אישור לחצות קווי אויב ולערוך את תצפיותיהם באין מפריע (או לפחות חלקם), עובדה המעידה יותר מכל על החשיבות, והכבוד הרב, שחלקו בני "תקופת ההשכלה" למדעים השונים ולחוקריהם. להלן קורותיהם של כמה מהתצפיות בשני המעברים, זה של 1761 וזה של 1769.

מיכאיל לומונסוב

האסטרונום הרוסי מיכאל לומונסוב, ניסה להסביר בדיווחיו מהמעבר של 1761 את אפקט "הטיפה השחורה" (Black Drop). האפקט נראה לעין ברגע שצלליתה של נוגה נמצאת בשוליה של דיסקת השמש. למתבונן במעבר נראה כי נוגה מושכת אחריה שובל של טיפת דיו שחורה, טיפה שנעלמת לאחר מספר דקות, אך קיומה מקשה לדעת בדיוק מתי סיימה נוגה את "המגע" עם דיסקת השמש. לומונסוב טען, כי אפקט "הטיפה השחורה" מצביע על קיומה של אטמוספירה על נוגה. הייתה זו עדות ראשונה לכך שגם לפלנטות אחרות יש אטמוספירה והדמיון בינן לבין הארץ הוא רב יותר ממה שחשבו. במעבר של 1882 השתמשו אסטרונומים אמריקאים בשיטת תצפית חדשה בשם ספקטרוסקופיה, על-מנת לזהות את מרכיבי האטמוספירה של נוגה, אבל רק בתקופת חקר החלל המודרני, בשנות ה-60 וה-70 של המאה העשרים, הבינו החוקרים כי האטמוספירה של נוגה מורכת בעיקר מפחמן דו-חמצני, עובדה הגורמת לאפקט חממה מוגבר על כוכב הלכת, ולטמפרטורות של מעל 400 מעלות צלזיוס על פניו. כיום אנחנו יודעים שאפקט הטיפה השחורה איננו נוצר ע"י האטמוספירה של נוגה, אלא דווקא ע"י האטמוספירה של הארץ, שמטשטשת את צלליתה של נוגה וצלע דיסקת השמש.


מיכאיל לומונסוב והאטמוספירה של נוגה

ז'אן-בפטיסט שאפ

Jean-Baptiste Chappe d'Auteroche היה אסטרונום צרפתי, שנשלח לערוך את תצפיותיו בטובולסק שבסיביר, שם עיקר הרפתקאותיו כללו מאבק בבוץ, בשטפונות ובמקומיים, שסברו שהציוד המוזר שלו אחראי לשטפונות. שאפ הגיע לטובולסק שישה ימים לפני המעבר, אבל הוא הספיק להתארגן במהירות, וערך תצפיות מדויקות. את זכרונותיו הקשים מסיביר הוא העלה על הכתב, שם תיאר נאמנה את הארץ הברברית ממזרח, תיאור שהרתיח את הצארינה הגדולה יקטרינה, ומנע משאפ לשוב לשם ב-1769. לכן, כעבור שמונה שנים, הוא נשלח מערבה לקליפורניה (אז עדיין מקסיקו, תחת שלטון ספרדי), ושוב ערך תצפיות מדויקות להפליא. אלא שלאחר התצפיות תקפה קדחת את האזור בו שהתה המשלחת, ושאפ, בהיותו רופא (המדענים של פעם היו אנשי אשכולות), טיפל וסעד את החולים, עד שנדבק גם הוא במחלה, ונפטר. שלושה בלבד מחברי המשלחת שרדו את המחלה, ושניים מהם נפטרו בדרכם בחזרה לצרפת. האחרון ששרד, אדם בשם פאולי, הצליח להעביר את תצפיותיו של שאפ אל האקדמיה הצרפתית, תצפיות שהוכחו כמצוינות ומאוחר יותר נעשה בהם שימוש לחישוב המרחק אל השמש.

גיליאם לה-ג'נטי

אציל צרפתי בשם Guillaume Joseph Hyacynthe Jean-Baptiste Le Gentil de la Galaisiere (כאלה הם שמות האצילים...) או בקיצור Le-Gentil, הפליג לעבר פונדיצ'רי (Pondicherry), מאחז צרפתי בהודו המערבית. בלב ים נודע לו שמחוז חפצו נפל בידי האנגלים, והוא נאלץ לשוב על עקבותיו. את המעבר של נוגה הוא ראה מסיפון הספינה, כך שהוא לא יכל לערוך תצפיות משמעותיות. כאשר עגנה ספינתו במאוריציוס, הוא החליט שאם הוא הגיע עד האוקיינוס ההודי, מוטב שיישאר שם עד המעבר הבא – בעוד 8 שנים... האמת היא שקשה להאשים אותו - בכל זאת מדובר במאוריציוס. אבל לה-ג'נטי לא השחית את זמנו על תענוגות באי, אלא חקר אותו ואת מדגסקר השכנה בתחומים רבים של מדעי הטבע, אך עדין לא זנח את חלומו למדוד את המעבר של נוגה. הוא חישב ומצא שאת המעבר הבא ניתן יהיה לראות בצורה הטובה ביותר ממנילה שבפיליפינים והחליט לצאת לשם מבעוד מועד. כאשר הגיע לה-ג'נטי לפיליפינים ב-1766 (הפעם הוא יצא מוקדם מראש), התברר לו שהמושל הספרדי באיים לא ממש מחבב אותו, ואף חושד בו שהוא מרגל צרפתי. בטרם נאסר, הצליח לה-ג'נטי להימלט ברגע האחרון, ומצא מפלט בפונדיצ'רי (שבינתיים שבה לידיים צרפתיות). במאחז הצרפתי קיבל אותו המושל בשמחה ועזר לו להקים מבנה גדול וחזק למען יום התצפית הקרב ובא. אבל, רצה הגורל, וה-3 ביוני 1769, היה יום מעונן לחלוטין במזרח הודו, ולה-ג'נטי האומלל ניצב חסר אונים מול העננים וקילל את יומו. כמה טוב אם כן, שהוא לא ידע שבמנילה השמש זרחה במלוא עוזה...

לה-ג'נטי שב למאוריציוס ומשם לביתו. בדרך עבר סופות הוריקן, החליף אונייה אחת ברעותה, ולבסוף נחת בקאדיז שבספרד. הוא חצה את הפירנאים באוקטובר 1771, לאחר ששהה כ-11 שנים וחצי מחוץ למולדתו. הרפתקאותיו של לה-ג'נטי לא תמו, וכמעשה אודיסיאוס הוא שב לביתו על-מנת לגלות שאחוזתו רוקנה לגמרי על-ידי גנבים, משרתו באקדמיה ניתנה לאחר ואפילו קרובי משפחתו, בחושבם שהוא מת, ירשו את רכושו והותירו אותו בחוסר כל. כמו כל גיבור טרגי, ללה-ג'נטי נותרו רק שתי אפשרויות – לעלות על הכתב את קורותיו ולקוות להצלחה ספרותית או לחלופין להינשא ליורשת עשירה. בישורת האחרונה של סיפורו, חייכה פורטונה סוף סוף ללה-ג'נטי, והוא הפך לכותב רב-מכר ולסמכות עליונה בכל הקשור להודו, מדגסקר ומאוריציוס, שלא להזכיר את אשתו, היפה והעשירה מדמזל פוטייר. לה-ג'נטי חי באושר ובעושר עד אוקטובר 1792, ונפטר בטרם השיגה המהפכה הצרפתית את ראשו.

וויליאם וואלאס (קנדה)

וואלאס נשלח לצ'רצ'יל שבמפרץ הדסון, אז כמו עכשיו, מקום המוגדר כסוף העולם. מסיבות השמורות עימו העדיף וואלאס להגיע לצ'רצ'יל שנה קודם לכן, בסוף 1768, והוא נאלץ לבלות שם את החורף החשוך והקר. ביומניו ניתן למצוא תיעוד כיצד, תוך חמש דקות בלבד, הופכת כוס חמימה של ברנדי לגוש קפוא של קרח. אין ממש מה לעשות במפרץ הדסון הקפוא... כאשר הסתיים החורף המשעמם, החל האביב, ועמו הגיעו הזבובים, היתושים ושאר חרקים טורפים שחשקו בדמו של וואלאס שעה שהקים את עמדת התצפית שלו. לא מפתיע, אם כן, שלאחר ששב וואלאס עם סיכומי תצפיותיו, שהיו מצוינות אגב, הוא נטש את האסטרונומיה לתמיד ולא שב לעסוק בה עוד.

ג'ימס קוק (טהיטי)

ב-1769 נשלח קוק עד לטהיטי על-מנת לצפות בליקוי. המסע אורגן ע"י האגודה המלכותית, הארגון הבריטי הרציני ביותר למדעים, והצי הבריטי, שקפץ על המציאה לשלוח נציג משלהם אל האזור הלא מוכר של דרום האוקיינוס השקט. קוק, שנבחר למשימה, הראשונה שלו כקפטן, היה ימאי מעולה, בעל הכשרה באסטרונומיה וחייל רציני וממושמע. הוא היה בעל ניסיון בתצפיות אסטרונומיות (הוא צפה קודם לכן בליקוי חמה), ובהפלגות אל הלא נודע. אל המסע המדעי נוסף גם מימד פוליטי: מלבד ההוראות מהאגודה המלכותית, קוק קיבל גם הוראות סודיות מהצי, לחפש אחר היבשת הדרומית האגדית ולייצג שם נאמנה את האינטרסים הבריטים. כידוע, המאבק על ההגמוניה באוקיינוסים היה בעיצומו מול האויב הצרפתי. ואכן, מלבד המעבר של ונוס, עסק קוק גם במיפוי של מקומות חדשים ומופלאים כמו טהיטי וניו-זילנד ועמל לחזק את הקשרים של בריטניה הגדולה עם התושבים המקומיים.

הקשרים עם התושבות המקומיות של טהיטי זכו בכלל להצלחה גדולה והיו חמים מאד. אולי חמים יותר מדי. הבחורות הצעירות, מסתבר, פיתחו תשוקה עזה לחפצים נוצצים, דוגמת זכוכיות וחפצי מתכת. מסמרי ברזל, שהיו בשפע על הסיפון, היו חביבים עליהן במיוחד. מלחי הספינה, שהקשרים החמים עם תושבות האי עמדו בראש סדר העדיפויות שלהם, לטשו עיניים אל מסמרי הספינה על מנת להשקיט את תאבונן של נשות האי. אך קפטן קוק היה מודע לביקוש הרב למתכת והוא גם הכיר היטב את סיפורה של ה-"דולפין". הלה הייתה הספינה האירופאית הראשונה שעגנה בטהיטי רק שנתיים קודם לכן, וכאשר הפליגה בחזרה לאנגליה, היא כמעט והתפרקה בעקבות מחסור חמור במסמרים בין לוחות הקרשים שלה... קוק אסר על סחר חליפין בחפצים הנוצצים, ואפילו הטיל עונש מלקות קשה על אחד מהעבריינים האמיצים, שהעזו להמרות את פיו. אף על פי כן, הביא עמו קוק חבית מסמרים עודפת, רק ליתר ביטחון.

בספינה, ה-Endevour, נמצא גם בחור צעיר ועשיר בשם ג'וזף בנקס, שבמקום לנסוע למסע באירופה כמו בני גילו, רצה לצאת למסע סביב העולם. הוא גם היה מוכן לשלם כסף רב עבור התענוג... בניגוד לטיילים אחרים, ניצל בנקס את שהותו בטהיטי לעבודה מדעית מאומצת: הוא שב לאנגליה עם כ-30,000 זני צמחים שונים, כ-1,000 סוגי בעלי-חיים ואיורים ותיאורים ללא סוף. הוא גם שב לאנגליה עם שניים מבני טהיטי כדוגמאות חיות לתושבי המקום, אם כי נראה שהשניים לא נחטפו, אלא היו להוטים בעצמם לנסוע בימים אל הלא נודע. תשע שנים מאוחר יותר, מונה בנקס, הצעיר ההרפתקן והרומנטיקן שהפך לחוקר ארצות מדופלם, לראש האגודה המלכותית, ועמד בראשה במשך 32 שנה עד מותו ב-1820.


קפטן ג'יימס קוק



ה-Endevour שבה הפליג קוק לטהיטי כדי לצפות במעבר של נוגה





טהיטי, כפי שצוירה במסעו של קוק ב-1769




ג'וזף בנקס ואחד מאיוריו הרבים




המדידות עצמן, נערכו בצפון האי, בחוף שנקרא עד היום Point Venus. קוק הקים שם מבצר זמני, כדי שהמקומיים לא יגנבו את הציוד היקר (והנוצץ) שהביא עמו מאנגליה. בטרם הגיע יום המעבר, ב-3 ביוני, הוא שלח עוד שתי קבוצות תצפית לאיים שכנים, רק כדי שענן חולף לא יהרוס מסע מושקע כל כך. אבל ביום עצמו, שום ענן לא נראה באופק והן קוק והן האסטרונום הראשי שלו, צ'רלס גרין, צפו במעבר ותעדו אותו היטב. קוק היה מודאג אמנם מאפקט "הטיפה השחורה" (Black Drop), שמקשה על הצופה לקבוע במדויק מתי מסיימת צלליתו של נוגה להיכנס אל אזור דיסקת השמש, אבל מדידותיו שלו ושל גרין היו מעולות, וב-1776 נבחר קוק עצמו לאגודה המלכותית על-סמך תגליותיו ותרומתו למדע. צ'רלס גרין, אגב, נפטר בדרך בחזרה לאנגליה, בג'קרטה של היום, ולא זכה להנות ממאמציו.


אוהל תצפית וטלסקופ דוגמת אלו ששימשו את קוק בתצפיותיו על המעבר של נוגה ב-1769



איוריהם של ג'יימס קוק וצ'רלס גרין המתארים את כניסת צלליתה של נוגה אל דיסקת השמש. שימו לב לאפקט "הטיפה השחורה", הנובעת מעצם קיומה של אטמוספירה על נוגה.

חישובי מרחקים

סך-הכל הוגשו כ-600 מאמרים שעסקו בתצפיות, מדידות וחישובים אודות מרחק הארץ מהשמש. המחקר המדויק ביותר היה של האסטרונום תומס הורנסבי (Hornsby) מאוניברסיטת אוקספורד, שהסתמך בחישוביו על חמש מדידות בלבד – לפלנד (הכומר מקסימיליאן הל), חצי האי קולה, בין הים הארקטי לים הלבן, בצפונה של רוסיה (סטפן רומובסקי), מפרץ הדסון בקנדה (וויליאם וואלאס), קליפורניה (ז'אן-בפטיסט שאפ), וטהיטי (ג'ימס קוק וצ'רלס גרין). היחידה האסטרונומית על-פי הורנסבי – כלומר המרחק בין הארץ לשמש – הינו 151 מיליון ק"מ, מספר גדול אך במעט מהערך הנוכחי של 149.5 מיליון ק"מ.

זוג המעברים במאה ה-19

זוג המעברים הבא התרחש ב-1874 וב-1882. הפעם היו אלה אסטרונומים אמריקאים שהובילו את מסעות המחקר. הבדל נוסף בתצפיות הייתה המצלמה – לראשונה לא היה צורך להסתמך על כושר הציור של הצופה. גם הציבור הרחב החל להתעניין בתופעה, ועיתוני התקופה דיווחו על צופים רבים שהביטו במעבר מבעד לזכוכית מפוחמת לאורכה ולרוחבה של ארה"ב.




ילדים מתבוננים במעבר של 1882, באמצעות זכוכית מפוחמת. איור שער מהעיתון הנפוץ Harpers Weekly.


המעבר של נוגה ב-1882 כפי שצולם ע"י אחד מצוותי התצפיות. השוו תמונה זו לתצפיותיו המאוירות של קוק וראו כיצד התקדמה האסטרונומיה במאה אחת.


האסטרונום האמריקאי סימון ניוקומב, שחישב את המרחק בין השמש לכדור-הארץ על-סמך המעברים של 1774 ו-1882.

בתום התצפיות והחישובים קבע האסטרונום האמריקאי סימון ניוקומב (Simon Newcomb) שהמרחק בין הארץ לשמש עומד על 149,157,518 ק"מ, מספר השגוי רק בכשליש האחוז מהערך הידוע כיום.

בטרם החלו התצפיות במעבר של 1882, הרהר אסטרונום אמריקאי אחר, וויליאם הרקנס (William Harkness), על המימד ההיסטורי באירועי מעבר: "...אנו בערבו של המעבר השני בזוג, שלאחריו לא יהיה [מעבר] נוסף עד שהמאה העשרים ואחת של תקופתנו לא תזרח על פני הארץ, והפרחים של יוני יפרחו ב-2004. כאשר עונת המעברים האחרונה החלה, העולם המשכיל התעורר מתנומת הזמן, והפעילות המדעית המופלאה, שהובילה לידע הנוכחי והמתקדם שלנו, רק החלה. מה יהיה מצב המדע כאשר עונת המעברים הבאה תגיע, רק אלוהים יודע. אפילו ילדיהם של ילדינו לא יחיו כדי לקחת חלק באסטרונומיה של היום ההוא. ובאשר לנו, נאלץ להסתפק בהווה..."

והיום

היום, לידיעת ד"ר הרקנס, מצב המדע והטכנולוגיה מאפשר למדוד את מרחק כדור-הארץ לשמש בעזרת אמצעים מודרניים דוגמת גלי רדיו וראדארים, ואנו יודעים את מרחקו של כדור-הארץ מהשמש עד כדי טעות של 30 מטרים בלבד. העולם, כפי שעולה מהאסטרונומיה של ימינו, שונה לחלוטין מזה של קפלר והורוקס, קוק ולה-ג'נטי, ניוקומב והרקנס. אנו יודעים כיום שהשמש שלנו נמצאת בשוליה של גלקסיה, שהיא רק אחת ממאות מיליארדי גלקסיות אחרות ושהיא מתרחקת בקצב מואץ משכנותיה. אנו יודעים כיום על יחסות פרטית ויחסות כללית, על חלקיקים קוונטיים ואנרגיה אפלה. אנו אפילו שלחנו את המכשירים המדעיים שלנו עד לקצה מערכת השמש, התבוננו באמצעות טלסקופים משוכללים עד כמעט לקצה היקום, והנחתנו נציגים בשר ודם על-פני הירח. ולמרות זאת, כמו ג'רמיה הורוקס, גם אנחנו נלהבים מאותה תופעה קצרת מועד וייחודית, שמשנה באחת את מראה הקבוע והנצחי של השמש, ונעלמת כלעומת שבאה למאה ושלושים שנה נוספות.