Tartalom
A mindennapi világban a gravitáció az az erő, amely a tárgyakat lefelé esik. A csillagászatban a gravitáció az az erő is, amely a bolygók körkörös körüli pályáin mozog a csillagok körül. Első pillantásra nem egyértelmű, hogy ugyanaz az erő hogyan válthatja ki az ilyen látszólag eltérő viselkedéseket. Ahhoz, hogy megértsük, miért van ez, meg kell értenünk, hogy a külső erő hogyan befolyásolja a mozgó tárgyat.
A gravitációs erő
A gravitáció egy olyan erő, amely bármelyik tárgy között működik. Ha az egyik tárgy lényegesen tömegebb, mint a másik, akkor a gravitáció a kevésbé masszív tárgyat a nagyobb masszázs felé fogja húzni. Egy bolygó például egy erőt fog megtapasztalni, amely egy csillag felé húzza. A hipotetikus esetben, amikor a két objektum kezdetben egymáshoz képest álló helyzetben van, a bolygó elkezdi a csillag irányában mozogni. Más szavakkal, a csillag felé esik, ahogy a gravitáció mindennapi tapasztalatai sugallják.
A merőleges mozgás hatása
Az orbitális mozgás megértésének kulcsa annak felismerése, hogy a bolygó soha nem áll a csillagához képest, hanem nagy sebességgel halad. Például a Föld körülbelül 10 000 000 kilométer / óra sebességgel halad a körüli pályán a Nap körül. Ennek a mozgásnak az iránya merőleges a gravitációs irányra, amely a bolygó és a nap közötti vonalon halad. Miközben a gravitáció a csillag felé húzza a bolygót, nagy merőleges sebessége a csillag körül oldalra viszi. Az eredmény egy pálya.
Centripetális erő
A fizikában bármilyen kör alakú mozgás leírható centripetal erővel - egy erővel, amely a központ felé hat. Egy pálya esetében ezt az erőt a gravitáció biztosítja. Ismertebb példa egy tárgy, amely egy darab húr végén körbeforog. Ebben az esetben a centripetal erő magából a húrból származik. Az objektumot a középpont felé húzza, de merőleges sebessége folyamatosan körben mozog. Az alapfizika szempontjából a helyzet nem különbözik egy csillagot keringő bolygó esetétől.
Kör és nem kör körüli pályák
A bolygók többsége megközelítőleg körkörös pályákon mozog, a bolygórendszerek kialakulásának eredményeként. A körpálya lényeges jellemzője, hogy a mozgás iránya mindig merőleges a bolygó és a központi csillag közötti összekötő vonalra. Ennek azonban nem kell lennie. Például az üstökösök nem körkörös pályákon haladnak, amelyek erősen meghosszabbodnak. Az ilyen keringéseket még mindig meg lehet magyarázni a gravitációval, bár az elmélet bonyolultabb, mint a körkörös pályákon.