Zašto planeti kruže oko Sunca na eliptični način?

Osam planeta kruži oko Sunca na eliptični način prvenstveno zbog gravitacijskih interakcija. Sunce ima gravitaciju, kao i većina planeta; druga nebeska tijela također rade, a načini na koje te sile međusobno djeluju i privlače ili odbijaju jedna drugu uzrokuju kruženje. Većina fizičara i astronoma vjeruje da bi orbite planeta trebale biti savršeno kružne. Mnogi kažu da su zapravo eliptične ima više veze s vanjskim silama i pogreškama varijance nego bilo što drugo. Njemački astronom Johannes Kepler prvi je objavio materijal koji dokazuje eliptične orbite, a njegove se teorije još uvijek smatraju konačnim. Dodali su ih i proširili, između ostalih, Isaac Newton i Albert Einstein.

Osnove Sunčevog sustava

Vjeruje se da Sunčev sustav sadrži osam planeta, uključujući Zemlju, koji prolaze oko središnjeg Sunca u različitim intervalima, svaki na svojoj eliptičnoj stazi. Merkur, Venera, Zemlja i Mars zajedno čine ono što je poznato kao “unutarnji” Sunčev sustav. Ovi planeti se najbrže rotiraju. Mnogo dalje se nalazi “vanjski” sustav, koji se sastoji od Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna. Ovi planeti sjede mnogo dalje jedan od drugog od onih u unutarnjim prstenovima, a njihove orbite također su mnogo veće. Sve orbite su eliptičnog oblika, iako s izuzetkom Merkura obično izgledaju gotovo savršeno kružne. Obično samo intenzivnim matematičkim izračunima ljudi otkriju da su zapravo eliptični.

Utjecaj ekscentričnosti

Kepler je bio prvi koji je identificirao eliptični oblik u kasnim 1600-ima. Smislio je tri povezana “zakona gibanja planeta” koji kvantificiraju orbitalno kretanje s određenom preciznošću. Pomoću ovih zakona uspio je objasniti da se planeti kreću u ravnini sa Suncem u jednom žarištu i odredio je da se oblik elipse treba mjeriti u terminima ekscentriciteta; naime, što je orbita ekscentričnija, to je ona izduženija. Kepler nije utvrdio zašto orbitiraju u elipsi, ali su njegovu osnovu koristili drugi fizičari koji su došli do konkretnih objašnjenja.

Važnost gravitacije

Newtonove studije su zaključile da gravitacija igra glavnu ulogu. Kroz niz proračuna uspio je pokazati da planeti privlače jedni druge i sunce, budući da sunce također vrši gravitaciju na njih. To ima učinak zgnječenja orbita za koje se može očekivati ​​da budu kružne u zatvorenom sustavu, budući da gravitacijske sile djeluju jedna na drugu. Jedan od načina da razmislite o tome je zamisliti mnoge ruke koje vuku taffy.

Zakrivljenost prostora
Pridonosi i fizički oblik prostranstva prostora. Einsteinova teorija relativnosti također pomaže u dovršenju objašnjenja zašto planeti kruže oko Sunca na eliptični način, budući da je dio oblika orbita rezultat zakrivljenosti prostora uzrokovanog djelovanjem planeta na prostor-vrijeme oko njih. “Savijanje” prostora koje rezultira ima proporcionalan utjecaj na kretanje i prisiljava ono što bi inače moglo biti kružno da se izravna i izduži.

Matematičke aplikacije
U većini slučajeva jedini točan način mjerenja orbita i izračunavanja planetarne brzine i kretanja je poduzimanje niza donekle složenih matematičkih izračuna. Ljudi mogu izračunati orbitu pojedinačnih planeta kao i entiteta poput kometa koristeći matematička pravila koja su uspostavili Kepler, Newton, Einstein i ona koja su slijedila, a također mogu koristiti jednadžbe za praćenje stupnja promjene tijekom vremena. Ove informacije su korisne za brojne primjene, od programiranja teleskopa za promatranje do određivanja stupnja prijetnje koju predstavlja komet ili asteroid koji se približava.
Promjene tijekom vremena
Važno je da ljudi upamte da su mnogi opisi orbita planeta pojednostavljeni radi lakšeg razumijevanja, a mnogi postavljaju Sunce kao fiksno tijelo u prostoru oko kojeg se planeti kreću. Zapravo, sunce je u pokretu zajedno s planetima, a kako se oni kreću kroz svemir, mijenja se i precizan oblik orbita. To treba imati na umu kada se promatraju rasprave o načinu na koji planeti kruže oko Sunca, budući da se cijeli orbitalni sustav zapravo kreće.