כיפת השמיים

באסטרונומיה ובניווט, כיפת השמים היא חציו של הכדור השמימי - כדור דמיוני, בעל רדיוס אינסופי, שמרכזו הוא מרכז כדור הארץ. לצרכים מסוימים, נוח לדמות כאילו כל גרמי השמים מונחים על פני הכדור הזה. על פני כיפת השמים ניתן לשרטט גם את קו־המשווה השמימי ואת הקטבים השמימיים, שהם היטל של מקביליהם הארציים על אותו כדור. מנקודת מבטו של צופה על כדור הארץ, ייראו השמיים כמו כיפה גדולה מעליו הנושקת בקו האופק למישור עליו הוא עומד. המשך מישור זה מחלק את הכדור השמימי לשני חצאים מנקודת מבטו של הצופה, וכיפת השמיים היא מחצית הכדור הגלויה לעיניו.

כאשר כדור הארץ מסתובב סביב צירו, ייראו העצמים על גבי כיפת השמים כאילו הם סובבים סביב הקוטב השמימי כל 24 שעות. למשל, השמש תיראה כאילו היא זורחת במזרח ושוקעת במערב, וכך גם הכוכבים, כוכבי הלכת והירח.

 הכדור השמימי 
ממוזער|סיבוב כדור הארץ בתוך הכדור השמימי
הכדור השמימי הוא כדור דמיוני המקיף את כדור הארץ ועליו משובצים כל הכוכבים. מרכזו הוא מרכז כדור הארץ וציר הקטבים שלו מתלכד עם ציר הסיבוב של כדור הארץ. מישור קו המשווה השמימי הוא ההמשך הגאומטרי של מישור קו המשווה של כדור הארץ אל הכדור השמימי, והוא מאונך לציר הקטבים.

המודל הגאומטרי של הכדור השמימי אינו מייצג את מבנה היקום במציאות, אך הוא משמש עד היום ככלי שימושי לתצפיות אסטרונומיות ולניווט.

 תנועת הכוכבים על פני כיפת השמיים 
במבט מכדור הארץ נדמה כי הכוכבים קבועים על פני הכדור השמימי ומסודרים בקבוצות כוכבים קבועות. נראה שהם נעים באיטיות על פני כיפת השמיים, אך אלה תנועות מדומות הנובעות מסיבוב כדור הארץ על צירו ממערב למזרח.
ממוזער|תמונה בחשיפה ארוכה של שמי הלילה במבט לכוכב הצפון - תנועת הכוכבים סביב הקוטב השמימי הצפוני.

צילום: LCGS Russ
במבט לכיוון הקטבים, נראים הכוכבים מקיפים לאיטם נקודה קבועה בשמיים, נגד כיוון השעון, ומשלימים הקפה סביבה כל 24 שעות, בקירוב. כל נקודה קבועה כזו - "קוטב שמימי" (הקוטב השמיימי הצפוני והקוטב השמיימי הדרומי בהתאמה) והציר העובר ביניהן הוא "ציר הקטבים השמימי". סמוך מאוד ל"קוטב השמיימי הצפוני" נמצא כוכב הצפון, פולאריס. הכוכבים הנראים קרובים לקטבים  נעים תמיד סביב הקוטב ואינם יורדים מתחת לקו האופק.

במבט לכיוון קו המשווה, יראו קבוצות הכוכבים נעות יחד באיטיות ממזרח למערב על פני כיפת השמיים. הכוכבים הללו, המרוחקים מהקטבים, ייראו כזורחים כאשר הם עולים מעל לקו האופק ושוקעים כאשר הם יורדים מתחתיו, בדומה לאופן בו השמש והירח זורחים ושוקעים, רק בטווחי זמן ארוכים יותר.

 היסטוריה 
תרבויות עתיקות רבות האמינו כי הכוכבים נמצאים כולם באותו מרחק מכדור הארץ, וכי כיפת השמים היא ממשית. היא לכאורה מהווה את קצה היקום ומסתובבת בצורה מעגלית, במהירות קבועה סביב כדור הארץ שהוא מרכז היקום. במאה ה-4 לפני הספירה אריסטו תיאר מודל שמימי מושלם לפיו הארץ נמצאת במרכז היקום, ובה הדברים משתנים כל הזמן – אנשים גדלים ומתים, צמחים צומחים וקמלים, וכו' – לעומת זאת מעבר לקו הירח חלים חוקי טבע אחרים, על פיהם כוכבי הלכת וכיפת השמיים (בה משובצים הכוכבים האחרים) נעים במסילות בעלות תנועה מעגלית מושלמת שמרכזה סביב כדור הארץ. במאה ה-1 לספירה התגלתה במודל זה בעיה, כי תצפיות גילו שכוכבי הלכת מדי פעם "נעים לאחור". מודל תלמי (מהמאה ה-2 לספירה) שכלל את המודל האריסטותלי, בהציעו "אפיציקלים": מסלולים עגולים בהם נעים הכוכבים, תוך כדי סיבוב בו-זמני במעגלים הגדולים יותר. המודל של תלמי הסביר בדיוק מרשים את תנועת גרמי השמיים עד 1543 כשקופרניקוס החל בתהליך של ערעור על מודל זה.

המהפכה הקופרניקאית קבעה ש"כיפת השמיים" היא אשליה, וכי סיבובה נובע בעצם מסיבוב כדור הארץ על צירו. מודל "כיפת השמיים" העתיק מסייע לשם הפשטה, אך אינו נכון: העצמים שאנו רואים בשמים הם כה רחוקים מאיתנו עד שלא ניתן לאמוד את מרחקם בצפייה בלבד. כיון שהמרחקים הם כה גדולים, הם הופכים לבלתי רלוונטיים כאשר מבקשים לאתר גוף שמימי כלשהו: רק הכיוון, כלומר המיקום על פני "כיפת השמים" חשוב. מבחינה זו, מודל "כיפת השמים" הוא כלי שימושי מאוד באסטרונומיה כשמבקשים לדעת כיצד לכוון את מכשירי הצפייה.

ראו גם
מערכת הקואורדינטות המשוונית
מערכת הקואורדינטות האקליפטית
מערכת קואורדינטות שמימית
המיספירה

קישורים חיצוניים





 הערות שוליים 

קטגוריה:אסטרונומיה תצפיתית
קטגוריה:ניווט
קטגוריה:שמיים