Vsebina
V vsakdanjem svetu je gravitacija tista sila, zaradi katere predmeti padajo navzdol. V astronomiji je gravitacija tudi sila, zaradi katere se planeti gibljejo po skoraj krožnih orbitah okoli zvezd. Na prvi pogled ni očitno, kako lahko ista sila povzroči tako na videz drugačno vedenje. Da bi videli, zakaj je to, je treba razumeti, kako zunanja sila vpliva na premikajoči se objekt.
Sila teže
Gravitacija je sila, ki deluje med dvema objektoma. Če je en predmet bistveno bolj masiven od drugega, bo gravitacija potegnila manj masiven predmet proti bolj masivnemu. Na primer planet bo doživel silo, ki jo bo potegnila proti zvezdi. V hipotetičnem primeru, ko sta oba predmeta sprva v mirujočem položaju, se bo planet začel premikati v smeri zvezde. Z drugimi besedami, padel bo proti zvezdi, tako kot to nakazuje vsakodnevno doživljanje gravitacije.
Učinek pravokotnega gibanja
Ključno za razumevanje orbitalnega gibanja je spoznanje, da planet nikoli ne miruje glede na svojo zvezdo, ampak se giblje z veliko hitrostjo. Zemlja na primer v svoji orbiti okoli sonca potuje s približno 108.000 kilometri na uro (67.000 milj na uro). Smer tega gibanja je v bistvu pravokotna na smer gravitacije, ki deluje vzdolž črte od planeta do sonca. Medtem ko gravitacija potegne planet proti zvezdi, ga njegova velika pravokotna hitrost nosi bočno okoli zvezde. Rezultat je orbita.
Centripetalna sila
V fiziki lahko poljubno krožno gibanje opišemo s pomočjo centripetalne sile - sile, ki deluje proti središču. V primeru orbite to silo zagotavlja gravitacija. Bolj znan primer je predmet, ki se vrti okoli na koncu kosa vrvice. V tem primeru centripetalna sila prihaja iz same vrvice. Predmet se potegne proti sredini, vendar njegova pravokotna hitrost ohranja gibanje v krogu. Glede osnovne fizike se situacija ne razlikuje od primera planeta, ki kroži okoli zvezde.
Krožne in necirkularne orbite
Večina planetov se giblje po približno krožnih orbitah, kar je posledica načina oblikovanja planetarnih sistemov. Bistvena značilnost krožne orbite je, da je smer gibanja vedno pravokotna na črto, ki planet povezuje z osrednjo zvezdo. Vendar to ne bi smelo biti tako. Kometi, na primer, se pogosto gibljejo po nekrožnih orbitah, ki so zelo podolgovate. Takšne orbite je še vedno mogoče razložiti z gravitacijo, čeprav je teorija bolj zapletena kot za krožne orbite.