როგორ იწვევს მიზიდულობა პლანეტებს ვარსკვლავების ორბიტაზე?

ყოველდღიურ სამყაროში გრავიტაცია არის ძალა, რის გამოც ობიექტები ქვევით ვარდება. ასტრონომიაში გრავიტაცია არის ის ძალაც, რომელიც პლანეტების მოძრაობას იწვევს ვარსკვლავების გარშემო წრიულ ორბიტებში. ერთი შეხედვით, აშკარა არ არის, თუ როგორ შეიძლება იმავე ძალამ გამოიწვიოს ასეთი ერთი შეხედვით განსხვავებული ქცევა. იმის გასაგებად, თუ რატომ არის ეს, აუცილებელია იმის გაგება, თუ როგორ მოქმედებს გარე ძალა მოძრავ ობიექტზე.

გრავიტაცია არის ძალა, რომელიც მოქმედებს ნებისმიერ ორ ობიექტს შორის. თუ ერთი ობიექტი მნიშვნელოვნად უფრო მასიურია, ვიდრე მეორე, მაშინ მიზიდულობა ნაკლებად მასიური ობიექტისკენ მიიწევს უფრო მასიური. მაგალითად, პლანეტა განიცდის ძალას, რომელიც მას ვარსკვლავისკენ უბიძგებს. ჰიპოთეტურ შემთხვევაში, როდესაც ორი ობიექტი თავდაპირველად სტაციონარულია ერთმანეთთან მიმართებაში, პლანეტა დაიწყებს მოძრაობას ვარსკვლავის მიმართულებით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ის ვარსკვლავისკენ დაეცემა, ისევე როგორც გრავიტაციის ყოველდღიური გამოცდილება.

ორბიტალური მოძრაობის გააზრების გასაღებია იმის გაცნობიერება, რომ პლანეტა არასოდეს არის უძრავი თავისი ვარსკვლავის მიმართ, არამედ მოძრაობს დიდი სიჩქარით. მაგალითად, დედამიწა მოძრაობს დაახლოებით 108000 კილომეტრ საათში (67000 მილი საათში) თავისი ორბიტაზე მზის გარშემო. ამ მოძრაობის მიმართულება არსებითად პერპენდიკულარულია მიზიდულობის მიმართულების, რომელიც მოქმედებს პლანეტადან მზეზე ხაზის გასწვრივ. მიუხედავად იმისა, რომ გრავიტაცია პლანეტას ვარსკვლავისკენ უბიძგებს, მისი დიდი პერპენდიკულარული სიჩქარე მას გვერდულად მიჰყავს ვარსკვლავის გარშემო. შედეგი არის ორბიტა.

ფიზიკაში, ნებისმიერი სახის წრიული მოძრაობა შეიძლება აღწერილი იყოს ცენტრიდანული ძალის მიხედვით - ძალა, რომელიც მოქმედებს ცენტრისკენ. ორბიტის შემთხვევაში, ეს ძალა უზრუნველყოფილია მიზიდულობით. უფრო ნაცნობი მაგალითია სიმებიანი ნაწილის ბოლოს გარშემო მდებარე ობიექტი. ამ შემთხვევაში, ცენტრიდანული ძალა თავად სიმებიდან მოდის. ობიექტი ცენტრისკენ არის გაწეული, მაგრამ მისი პერპენდიკულარული სიჩქარე მას წრეში მოძრაობას უტოვებს. ძირითადი ფიზიკის თვალსაზრისით, სიტუაცია არაფრით განსხვავდება პლანეტის ვარსკვლავის გარშემო მობრუნების შემთხვევისგან.

პლანეტების უმეტესობა მოძრაობს დაახლოებით წრიულ ორბიტებზე, პლანეტარული სისტემების წარმოქმნის შედეგად. წრიული ორბიტის მთავარი მახასიათებელია ის, რომ მოძრაობის მიმართულება ყოველთვის პერპენდიკულარულია იმ ხაზისა, რომელიც პლანეტას უერთდება ცენტრალურ ვარსკვლავს. ამასთან, ეს არ არის აუცილებელი. მაგალითად, კომეტები ხშირად მოძრაობენ არაცირკულარულ ორბიტებზე, რომლებიც ძალიან გრძელია. ასეთი ორბიტები შეიძლება აიხსნას გრავიტაციით, თუმცა თეორია უფრო რთულია, ვიდრე წრიული ორბიტებისთვის.