В ежедневния свят гравитацията е силата, която кара предметите да падат надолу. В астрономията гравитацията е и силата, която кара планетите да се движат по почти кръгови орбити около звездите. На пръв поглед не е очевидно как една и съща сила може да породи такива привидно различни поведения. За да разберем защо е така, е необходимо да разберем как външна сила въздейства на движещ се обект.
Силата на гравитацията
Гравитацията е сила, която действа между всеки два предмета. Ако единият обект е значително по-масивен от другия, тогава гравитацията ще изтегли по-малко масивния обект към по-масивния. Например планетата ще изпита сила, която я дърпа към звезда. В хипотетичния случай, когато двата обекта първоначално са неподвижни един спрямо друг, планетата ще започне да се движи по посока на звездата. С други думи, той ще падне към звездата, точно както би предположил всекидневният опит на гравитацията.
Ефектът от перпендикулярното движение
Ключът към разбирането на орбиталното движение е да осъзнаем, че планетата никога не е неподвижна спрямо своята звезда, а се движи с висока скорост. Например Земята се движи с приблизително 108 000 километра в час (67 000 мили в час) по своята орбита около слънцето. Посоката на това движение е по същество перпендикулярна на посоката на гравитацията, която действа по линия от планетата към слънцето. Докато гравитацията дърпа планетата към звездата, голямата й перпендикулярна скорост я пренася странично около звездата. Резултатът е орбита.
Центробежна сила
Във физиката всеки вид кръгово движение може да бъде описан по отношение на центростремителната сила - сила, която действа към центъра. В случай на орбита тази сила се осигурява от гравитацията. По-познат пример е обект, въртящ се в края на парче низ. В този случай центростремителната сила идва от самата струна. Обектът е изтеглен към центъра, но перпендикулярната му скорост го държи в кръг. По отношение на основната физика ситуацията не се различава от случая на планета, обикаляща около звезда.
Кръгови и некръгли орбити
Повечето планети се движат по приблизително кръгови орбити, като следствие от начина на формиране на планетарните системи. Съществената характеристика на кръговата орбита е, че посоката на движение винаги е перпендикулярна на линията, свързваща планетата с централната звезда. Това обаче не е задължително. Кометите, например, често се движат по некръгли орбити, които са силно удължени. Такива орбити все още могат да бъдат обяснени с гравитацията, въпреки че теорията е по-сложна, отколкото за кръговите орбити.
