שני הכוחות שמחזיקים את כוכבי הלכת סביב השמש

אנשים רבים יודעים שכוכבי הלכת במערכת השמש של כדור הארץ נעים סביב השמש במסלולים. מסלול זה יוצר את הימים, השנים והעונות על כדור הארץ. עם זאת, לא כולם מודעים למה כוכבי הלכת מסתובבים סביב השמש וכיצד הם נשארים במסלולם. ישנם שני כוחות השומרים על כוכבי הלכת במסלולם.

כוח הכבידה הוא הכוח העיקרי השולט במסלול כוכבי הלכת סביב השמש. בעוד שלכל כוכב לכת יש את כוח המשיכה שלו בהתבסס על גודל כדור הארץ ומהירות הנסיעה בו, המסלול מבוסס על כוח המשיכה של השמש. כוח המשיכה של השמש פשוט חזק מספיק בכדי להשאיר את כוכבי הלכת נמשכים אליו כדי ליצור דפוס מסלול אך לא מספיק חזק כדי למשוך את כוכבי הלכת אל השמש. זה דומה להשפעה של כדור הארץ על מסלול הירח והלוויינים. כוח הכבידה הנמוך יותר של כוכבי הלכת מסייע גם למנוע מכוכבי הלכת ליפול לכיוון השמש.

כוח הכבידה מוגדר כ:

F = Gm₁M₂ / ר²

ה M₁ ו M₂ להתייחס להמונים של שני האובייקטים המעורבים באינטראקציה, ז הוא קבוע הכבידה האוניברסלי ו ר היא ההפרדה בין שני האובייקטים. זה מראה שכוח המשיכה מתחזק עבור עצמים גדולים יותר, וחלש יותר ככל שהם רחוקים זה מזה. אם כוכבי הלכת היו גדולים יותר, הכוח בינם לבין השמש היה גדול יותר והוא ישנה את מסלולם. באופן דומה, המשוואה מראה כי מרחק הכוכב מהשמש הוא גם גורם מכריע בהקמת מסלול.

החוק הפיזי הקובע כי לאובייקטים בתנועה יש נטייה להישאר בתנועה ממלא תפקיד גם בשמירת כוכבי הלכת במסלול. לדברי אריק כריסטיאן, העובד עבור נאס"א, מערכת השמש נוצרה מענן גז מסתובב. זה הניע את כוכבי הלכת החל מלידתם. ברגע שכוכבי הלכת היו בתנועה, חוקי הפיזיקה שומרים עליהם בתנועה מכוח האינרציה. כוכבי הלכת ממשיכים לנוע באותו הקצב במסלולם.

כוח המשיכה של השמש וכוכבי הלכת פועל יחד עם האינרציה כדי ליצור את המסלולים ולשמור על עקביות. כוח המשיכה מושך את השמש ואת כוכבי הלכת יחד, תוך שמירה ביניהם. האינרציה מספקת את הנטייה לשמור על מהירות ולהמשיך לנוע. כוכבי הלכת רוצים להמשיך לנוע בקו ישר בגלל הפיזיקה של האינרציה. עם זאת, משיכת הכבידה רוצה לשנות את התנועה למשוך את כוכבי הלכת לליבת השמש. יחד זה יוצר מסלול מעוגל כצורה של פשרה בין שני הכוחות.

המהירות או המהירות של כוכבי הלכת ממלאים תפקיד גדול במסלולם, כולל צורת המסלול. כדי שכוכב לכת יישאר במסלול סביב השמש ולא ייפול לתוכו, על כדור הארץ להיות בעל מהירות מספיק כדי לשמור עליו במרחק מסוים מהשמש. ככל שכוכב הלכת נע מהר יותר, כך הוא נשאר רחוק יותר מהשמש. אולם אם כוכב הלכת נוסע מהר מדי, המסלול עשוי להיות יותר אליפטי בצורתו, וכתוצאה מכך צורות מסלול משתנות על סמך המהירות המשתנה של כוכבי הלכת. עם זאת, אף אחד מכוכבי הלכת לא נוסע מהר מספיק כדי להתנתק ממשיכת הכבידה של השמש.