일상 세계에서 중력은 물체를 아래로 떨어 뜨리는 힘입니다. 천문학에서 중력은 행성이 별 주위를 거의 원형 궤도로 이동하게하는 힘이기도합니다. 언뜻보기에 같은 힘이 어떻게 그렇게 겉보기에 다른 행동을 일으킬 수 있는지는 분명하지 않습니다. 그 이유를 알아 보려면 외력이 움직이는 물체에 어떻게 영향을 미치는지 이해해야합니다.
중력의 힘
중력은 두 물체 사이에 작용하는 힘입니다. 한 물체가 다른 물체보다 훨씬 더 크다면 중력은 덜 무거운 물체를 더 무거운 물체로 끌어 당깁니다. 예를 들어 행성은 별을 향해 당기는 힘을 경험할 것입니다. 두 물체가 처음에 서로에 대해 고정되어있는 가상의 경우, 행성은 별의 방향으로 움직이기 시작할 것입니다. 즉, 중력의 일상적인 경험이 암시하는 것처럼 별을 향해 떨어질 것입니다.
수직 운동의 효과
궤도 운동을 이해하는 열쇠는 행성이 별에 비해 고정되어 있지 않고 고속으로 움직인다는 사실을 깨닫는 것입니다. 예를 들어, 지구는 태양 주위를 공전하면서 시속 약 108,000km (시속 67,000 마일)로 이동하고 있습니다. 이 운동의 방향은 본질적으로 행성에서 태양까지 선을 따라 작용하는 중력의 방향에 수직입니다. 중력이 행성을 별쪽으로 당기는 동안, 그것의 큰 수직 속도는 별 주위를 옆으로 운반합니다. 결과는 궤도입니다.
구심력
물리학에서 모든 종류의 원형 운동은 중심을 향해 작용하는 힘인 구심력으로 설명 할 수 있습니다. 궤도의 경우이 힘은 중력에 의해 제공됩니다. 더 친숙한 예는 문자열 끝에서 빙빙 도는 객체입니다. 이 경우 구심력은 현 자체에서 발생합니다. 물체는 중심을 향해 당겨 지지만 수직 속도로 인해 원을 그리며 움직입니다. 기본 물리학 측면에서 상황은 별을 공전하는 행성의 경우와 다르지 않습니다.
원형 및 비 원형 궤도
대부분의 행성은 행성계가 형성되는 방식의 결과로 대략 원형 궤도를 따라 이동합니다. 원형 궤도의 본질적인 특징은 운동 방향이 항상 행성을 중심 별에 연결하는 선에 수직이라는 것입니다. 그러나 반드시 그럴 필요는 없습니다. 예를 들어, 혜성은 종종 매우 길쭉한 비 원형 궤도에서 이동합니다. 이론이 원형 궤도보다 더 복잡하지만 이러한 궤도는 여전히 중력에 의해 설명 될 수 있습니다.
