Cele opt planete orbitează în jurul Soarelui într-o manieră eliptică, în primul rând din cauza interacțiunilor gravitaționale. Soarele are o atracție gravitațională, la fel ca majoritatea planetelor; și alte corpuri cerești o fac, iar modurile în care aceste forțe interacționează și fie se atrag, fie se resping unele pe altele determină orbitarea. Majoritatea fizicienilor și astronomilor cred că orbitele planetare ar trebui să fie perfect circulare. Că sunt de fapt eliptice, spun mulți, are mai mult de-a face cu forțele exterioare și cu erorile de varianță decât cu orice altceva. Astronomul german Johannes Kepler a fost primul care a publicat materiale care dovedesc orbitele eliptice, iar teoriile sale sunt încă considerate definitive. Ele au fost adăugate și extinse de către Isaac Newton și Albert Einstein, printre alții.
Bazele sistemului solar
Se crede pe scară largă că sistemul solar conține opt planete, inclusiv Pământul, care trec în jurul unui soare central la diferite intervale, fiecare pe propria lor cale eliptică. Mercur, Venus, Pământul și Marte alcătuiesc împreună ceea ce este cunoscut sub numele de sistemul solar „interior”. Aceste planete se rotesc cel mai repede. Mult mai departe se găsește sistemul „exterior”, format din Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun. Aceste planete stau mult mai departe una de cealaltă decât cele din inelele interioare, iar orbitele lor tind să fie și ele mult mai mari. Toate orbitele au formă eliptică, deși, cu excepția lui Mercur, ele tind să pară aproape perfect circulare. De obicei, doar prin calcule matematice intense oamenii descoperă că sunt de fapt eliptici.
Influența excentricității
Kepler a fost primul care a identificat forma eliptică la sfârșitul anilor 1600. El a venit cu trei „legi ale mișcării planetare” care cuantifică mișcarea orbitală cu o oarecare precizie. Prin aceste legi, el a putut explica că planetele se mișcă pe un plan cu Soarele la un singur focar și a determinat că forma elipsei ar trebui măsurată în termeni de excentricitate; si anume, cu cat o orbita este mai excentrica, cu atat este mai alungita. Kepler nu a determinat de ce orbitează într-o elipsă, dar baza sa a fost folosită de alți fizicieni care au venit cu explicații concrete.
Importanța gravitației
Studiile lui Newton au concluzionat că gravitația joacă un rol major. Printr-o serie de calcule a reușit să demonstreze că planetele se trag unele de altele și de soare, deoarece soarele exercită și o atracție gravitațională asupra lor. Acest lucru are ca efect strivirea orbitelor la care ne-am putea aștepta să fie circulare într-un sistem închis, deoarece atracțiile gravitaționale acționează una asupra celeilalte. O modalitate de a gândi la acest lucru este să vă imaginați multe mâini care trag taffy.
Curbura spațiului
Contribuie și forma fizică a întinderii spațiului. Teoria relativității a lui Einstein ajută, de asemenea, la completarea explicației de ce planetele orbitează în jurul Soarelui într-o manieră eliptică, deoarece o parte a formei orbitelor este rezultatul curburii spațiului cauzată de planetele care acționează asupra spațiului-timp din jurul lor. „Îndoirea” spațiului care rezultă are un impact proporțional asupra mișcării și forțează ceea ce altfel ar fi circular să se aplatizeze și să se alungească.
Aplicații matematice
În cele mai multe cazuri, singura modalitate precisă de a măsura orbitele și de a calcula viteza și mișcarea planetare este de a efectua o serie de calcule matematice oarecum complexe. Oamenii pot calcula orbita planetelor individuale, precum și a entităților precum cometele, folosind regulile matematice stabilite de un Kepler, Newton, Einstein și cele care au urmat și pot folosi, de asemenea, ecuații pentru a urmări gradul de schimbare în timp. Aceste informații sunt utile pentru o serie de aplicații, de la programarea telescoapelor pentru observare până la determinarea gradului de amenințare reprezentat de o cometă sau un asteroid care se apropie.
Schimbări în timp
Este important ca oamenii să-și amintească că multe descrieri ale orbitelor planetare sunt simpliste de dragul unei înțelegeri ușoare și mulți plasează Soarele ca un corp fix în spațiu în care planetele se mișcă. De fapt, soarele este în mișcare împreună cu planetele și, pe măsură ce acestea se deplasează prin spațiu, forma precisă a orbitelor se schimbă și ea. Acest lucru ar trebui să fie reținut atunci când ne uităm la discuțiile despre modul în care planetele orbitează în jurul Soarelui, deoarece întregul sistem orbital se mișcă, de fapt.