ViewWiki

העולם, קצת יותר מקרוב

קנה המידה של היקום.

מאטום ועד גלקסיה בשישה צעדים. כל תחנה היא עולם בפני עצמו, וכל אחת בנויה מזו שלפניה.

גלו את הסצנה מאמר אינטראקטיבי

01 / הניסוי

מאטום ועד גלקסיה.

עברו מהדבר הקטן ביותר לגדול ביותר, וקראו את הגודל בכל תחנה.

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „קנה המידה של היקום”, שעוסקת בשאלה: פי כמה גדולה גלקסיה מאטום?
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

ההסבר שלמטה זמין כבר עכשיו, בזמן שהסצנה נטענת.

כל דבר מצויר בגודל נוח למסך. הצעדים עוברים בין גדלים, לא בין מקומות בחלל.הקפיצות האמיתיות עצומות. אילו האטום היה בגודל שמוצג כאן, התא היה רחב יותר מעיר, ואת הגלקסיה אי אפשר היה לצייר בכלל.

02 / שלושה קטעים

קטן, יומיומי, עצום.

הקטע הראשון הוא פי מאה אלף, ושני האחרים פי טריליון כל אחד. כל אחד מרגיש כמו יקום אחר.

מאטום ועד תא01

מיקרוסקופי

אטומים, מולקולות, ואחריהם התא שאורז אותם. מתחת למה שהעין רואה, ושם מוכרעים הכימיה והחיים.

מ־
10⁻¹⁰ m
עד
10⁻⁵ m
פי
×100,000
מתא ועד כוכב לכת02

יומיומי

מתא לאדם ועד כוכב לכת: הקטע שבו אנחנו חיים, והיחיד שהחושים שלנו נבנו בשבילו.

מ־
10⁻⁵ m
עד
10⁷ m
פי
×1,000,000,000,000
מכוכב ועד גלקסיה03

אסטרונומי

כוכב, אחריו מערכת כוכבי הלכת שלו, ואחריה הגלקסיה שבה הוא נע. מרחקים שמודדים בזמן שלוקח לאור לחצות אותם.

מ־
10⁹ m
עד
10²¹ m
פי
×1,000,000,000,000
הרעיון הגדול

סופרים חזקות של עשר, והיקום כולו נכנס בסולם אחד של כשישים שלבים. השלב שבו נמצאים קובע אילו חוקים שולטים.

10^60

חזקות של עשר

לכל דבר ביקום יש גודל, והגדלים פרושים על טווח כל כך רחב שמספרים רגילים כבר לא עוזרים. הדרך של המדענים היא לספור חזקות של עשר. כל צעד כופל בעשר: מטר, עשרה מטרים, מאה, אלף. כשכותבים כך, היקום כולו נכנס בסולם אחד של כשישים שלבים, מהמרחק הקטן ביותר שיש לו משמעות ועד הקצה של מה שאפשר לראות.

הסצנה עוצרת בשישה מהשלבים האלה. הדברים שהיא מראה הם הנושאים של מאמרים אחרים כאן; המאמר הזה עוסק במרחק ביניהם.

למטה

אטום רחב בערך עשירית של מיליארדית המטר, וכמעט כל הנפח הזה הוא החלל הריק שבו נעים האלקטרונים. DNA הוא מולקולה, ולכן הוא רחב רק פי עשרה מאטום, אבל ארוך מאוד: ה־DNA של תא אנושי אחד, אם פורשים אותו, מגיע לכשני מטרים. תא רחב בערך מאית המילימטר, פי עשרת אלפים מה־DNA הארוז בתוכו, וקצת מתחת למה שהעין יכולה להבחין בו.

מתא ועד אדם יש עוד פי מאה אלף. מי שעומד באמצע הסולם רואה כמעט אותו מספר שלבים מתחתיו ומעליו.

נסו: עברו מאטום אל תא וספרו את התחנות. זו קפיצה של פי מאה אלף.

חזרה לניסוי

למעלה

השמש רחבה מיליון וארבע מאות אלף קילומטרים, פי מאה מרוחב כדור הארץ. מערכת השמש, עד נפטון, רחבה תשעה מיליארד קילומטרים, כל כך רחבה שלאור לוקח יותר משמונה שעות לחצות אותה, והשמש בתוכה היא נקודה. שביל החלב רחב מאה אלף שנות אור, וכל מערכת השמש היא נקודה בתוכו.

מעבר לגלקסיה הסולם ממשיך: צבירי גלקסיות, ואחריהם היקום הנצפה, ברוחב של כתשעים מיליארד שנות אור, ובו אולי שני טריליון גלקסיות.

איפה אנחנו

אדם גבוה בערך מטר וחצי. בסולם של חזקות של עשר, זה בערך עשרה שלבים מעל אטום ועשרים ושישה מתחת ליקום הנצפה. אנחנו לא במרכז היקום, אבל בסולם הגדלים אנחנו קצת מתחת לאמצע: קטנים מספיק כדי להיות בנויים מאטומים, וגדולים מספיק כדי לחשוב על גלקסיות.

למה המספרים חשובים

גודל הוא לא רק עניין של סקרנות. הוא קובע אילו חוקים שולטים. בגודל של אטומים, חלקיקים מתנהגים כמו גלים ושום דבר לא נמצא בדיוק איפה שהוא נראה. בגודל של תאים, מים סמיכים כמו סירופ והכובד כמעט לא משנה. בגודל של כוכבים, הכובד הוא הכול. אותו יקום, עם אותם חוקים, נראה שונה לגמרי בכל שלב, והצעד הראשון כדי להבין משהו הוא לדעת כמה הוא גדול.

מותר לעשות בהם שימוש חוזר, עם קרדיט ל־ViewWiki וקישור לעמוד הזה.

04 / ללמוד את זה בקורס

תרגול, צעד אחר צעד.

2 השיעורים האלה מלמדים את הנושא עם שאלות שנבדקות, לפי סדר הקורס.

  1. סדרי גודל מתמטיקה · יחס וקנה מידה
  2. יחידות ה־SI פיזיקה · מדידה