Innhold
I den daglige verden er tyngdekraften kraften som får gjenstander til å falle nedover. I astronomi er tyngdekraften også kraften som får planeter til å bevege seg i nesten sirkulære baner rundt stjerner. Ved første blikk er det ikke åpenbart hvordan den samme kraften kan gi opphav til så tilsynelatende forskjellig oppførsel. For å se hvorfor dette er, er det nødvendig å forstå hvordan en ytre kraft påvirker et bevegelig objekt.
Tyngdekraften
Tyngdekraft er en kraft som virker mellom to objekter. Hvis den ene gjenstanden er betydelig mer massiv enn den andre, vil tyngdekraften trekke den mindre massive gjenstanden mot den mer massive. En planet vil for eksempel oppleve en kraft som drar den mot en stjerne. I det hypotetiske tilfellet der de to gjenstandene opprinnelig er stasjonære i forhold til hverandre, vil planeten begynne å bevege seg i retning av stjernen. Med andre ord vil den falle mot stjernen, akkurat som hverdagsopplevelsen av tyngdekraften antyder.
Effekten av vinkelrett bevegelse
Nøkkelen til å forstå orbital bevegelse er å innse at en planet aldri er stasjonær i forhold til stjernen, men beveger seg i høy hastighet. For eksempel reiser jorden rundt 108.000 kilometer i timen (67.000 miles per time) i sin bane rundt solen. Retningen til denne bevegelsen er i hovedsak vinkelrett på tyngdekraften, som virker langs en linje fra planeten til solen. Mens tyngdekraften drar planeten mot stjernen, bærer den store, vinkelrette hastigheten den sidelengs rundt stjernen. Resultatet er en bane.
Centripetal Force
I fysikk kan enhver form for sirkulær bevegelse beskrives i form av sentripetalkraft - en kraft som virker mot sentrum. Når det gjelder en bane er denne kraften forsynt av tyngdekraften. Et mer kjent eksempel er et objekt som surres rundt på enden av et stykke streng. I dette tilfellet kommer centripetalkraften fra selve strengen. Objektet trekkes mot sentrum, men dets vinkelrett hastighet holder det i bevegelse i en sirkel. Når det gjelder grunnleggende fysikk, er situasjonen ikke annerledes enn tilfelle av en planet som kretser rundt en stjerne.
Sirkulære og ikke-sirkulære baner
De fleste planeter beveger seg på omtrent sirkulære baner, som en konsekvens av måten planetariske systemer dannes på. Det viktigste ved en sirkulær bane er at bevegelsesretningen alltid er vinkelrett på linjen som forbinder planeten til den sentrale stjernen. Dette trenger imidlertid ikke være tilfelle. Kometer beveger seg for eksempel ofte på ikke-sirkulære baner som er svært langstrakte. Slike baner kan fremdeles forklares med tyngdekraften, selv om teorien er mer komplisert enn for sirkulære baner.