I den vardagliga världen är tyngdkraften den kraft som gör att objekten faller nedåt. I astronomi är tyngdkraften också den kraft som gör att planeterna rör sig i nära cirkulära banor runt stjärnorna. Vid första anblicken är det inte uppenbart hur samma kraft kan ge upphov till sådana till synes olika beteenden. För att se varför detta är, är det nödvändigt att förstå hur en yttre kraft påverkar ett rörligt föremål.

Gravity Force

Gravity är en kraft som fungerar mellan två föremål. Om ett objekt är betydligt mer massivt än det andra kommer gravitationen att dra det mindre massiva objektet mot den mer massiva. En planet, till exempel, kommer att uppleva en kraft som drar den mot en stjärna. I det hypotetiska fallet där de två objekten initialt är stationära i förhållande till varandra, börjar planeten att röra sig i stjärnans riktning. Med andra ord kommer det att falla mot stjärnan, precis som vardagen för gravitation skulle föreslå.

Effekten av vinkelrörelse

Nyckeln till att förstå orbitalrörelsen är att inse att en planet aldrig är stationär i förhållande till sin stjärna men rör sig i hög hastighet. Till exempel reser jorden på cirka 108 000 kilometer i timmen (67 000 miles per timme) i sin omlopp runt solen. Rörelsen för denna rörelse är väsentligen vinkelrätt mot gravitationen, vilken verkar längs en linje från planeten till solen. Medan tyngdkraften drar planeten mot stjärnan, bär den stora vinkelmässiga hastigheten den i sidled runt stjärnan. Resultatet är en omlopp.

Centripetal Force

I fysiken kan någon form av cirkulär rörelse beskrivas när det gäller centripetalkraften - en kraft som verkar mot mitten. I fallet med en omlopp tillhandahålls denna kraft av gravitation. Ett mer välkänt exempel är ett objekt som snurras runt i slutet av en sträng. I detta fall kommer centripetalkraften från själva strängen. Objektet dras mot mitten, men dess vinkelrörelse håller den i rörelse i en cirkel. När det gäller grundläggande fysik är situationen inte annorlunda än en planet som kretsar en stjärna.

Cirkulära och icke-cirkulära banor

De flesta planeter rör sig ungefär cirkulära banor, som en följd av sätt planetsystem bildas. Det väsentliga inslaget i en cirkulär omlopp är att rörelseriktningen alltid är vinkelrät mot linjen som förenar planeten med centralstjärnan. Detta behöver emellertid inte vara fallet. Kometer, till exempel, rör sig ofta på icke cirkulära banor som är mycket långsträckta. Sådana banor kan fortfarande förklaras av gravitation, även om teorin är mer komplicerad än för cirkulära banor.