V vsakdanjem svetu je gravitacija sila, zaradi katere predmeti padajo navzdol. V astronomiji je gravitacija tudi sila, zaradi katere se planeti gibljejo po skoraj krožnih orbitah okoli zvezd. Na prvi pogled ni očitno, kako lahko ista sila povzroči takšna na videz različna vedenja. Da bi ugotovili, zakaj je tako, je treba razumeti, kako zunanja sila vpliva na premikajoči se objekt.
Sila gravitacije
Gravitacija je sila, ki deluje med katerima koli dvema predmetoma. Če je en predmet bistveno bolj masiven od drugega, bo gravitacija potegnila manj masivni objekt proti masivnejšemu. Na primer, planet bo doživel silo, ki ga vleče proti zvezdi. V hipotetičnem primeru, ko sta oba predmeta sprva mirujoča drug proti drugemu, se bo planet začel premikati v smeri zvezde. Z drugimi besedami, padel bo proti zvezdi, tako kot bi predlagale vsakdanje izkušnje gravitacije.
Učinek pravokotnega gibanja
Ključ do razumevanja orbitalnega gibanja je spoznanje, da planet nikoli ne miruje glede na svojo zvezdo, ampak se giblje z veliko hitrostjo. Na primer, Zemlja potuje s približno 108.000 kilometri na uro (67.000 milj na uro) v svoji orbiti okoli sonca. Smer tega gibanja je v bistvu pravokotna na smer gravitacije, ki deluje vzdolž črte od planeta do sonca. Medtem ko gravitacija vleče planet proti zvezdi, ga njegova velika pravokotna hitrost nosi vstran okrog zvezde. Rezultat je orbita.
Centripetalna sila
V fiziki lahko kakršno koli krožno gibanje opišemo s pomočjo centripetalne sile - sile, ki deluje proti središču. V primeru orbite to silo zagotavlja gravitacija. Bolj znan primer je predmet, vrtinčen na koncu niti. V tem primeru centripetalna sila prihaja iz same strune. Predmet je potegnjen proti sredini, vendar ga pravokotna hitrost ohranja v krogu. Glede osnovne fizike se situacija ne razlikuje od primera planeta, ki kroži okoli zvezde.
Krožne in nekrožne orbite
Večina planetov se giblje po približno krožnih orbitah, kar je posledica načina oblikovanja planetarnih sistemov. Bistvena značilnost krožne orbite je, da je smer gibanja vedno pravokotna na črto, ki planet povezuje z osrednjo zvezdo. Ni pa nujno, da je tako. Kometi se na primer pogosto gibljejo po nekrožnih orbitah, ki so močno podolgovate. Takšne orbite lahko še vedno razložimo z gravitacijo, čeprav je teorija bolj zapletena kot za krožne orbite.
