Günlük dünyada, yerçekimi, nesneleri aşağıya doğru düşüren kuvvettir. Astronomide, yerçekimi aynı zamanda gezegenlerin yıldızların etrafında dairesele yakın yörüngelerde hareket etmesine neden olan kuvvettir. İlk bakışta, aynı gücün nasıl bu kadar farklı görünen davranışlara yol açabileceği açık değildir. Bunun neden olduğunu anlamak için, bir dış kuvvetin hareket eden bir cismi nasıl etkilediğini anlamak gerekir.
Yerçekimi Gücü
Yerçekimi, herhangi iki nesne arasında hareket eden bir kuvvettir. Bir nesne diğerinden önemli ölçüde daha büyükse, yerçekimi daha az kütleli nesneyi daha büyük olana doğru çeker. Örneğin bir gezegen, onu bir yıldıza doğru çeken bir kuvvet yaşayacaktır. İki nesnenin başlangıçta birbirine göre sabit olduğu varsayımsal durumda, gezegen yıldız yönünde hareket etmeye başlayacaktır. Başka bir deyişle, günlük yerçekimi deneyiminin önerdiği gibi, yıldıza doğru düşecek.
Dik Hareketin Etkisi
Yörünge hareketini anlamanın anahtarı, bir gezegenin yıldızına göre asla sabit olmadığını, yüksek hızda hareket ettiğini anlamaktır. Örneğin, Dünya, güneş etrafındaki yörüngesinde saatte yaklaşık 108.000 kilometre (saatte 67.000 mil) hızla hareket etmektedir. Bu hareketin yönü, gezegenden güneşe bir çizgi boyunca hareket eden yerçekimi yönüne esasen diktir. Yerçekimi gezegeni yıldıza doğru çekerken, büyük dikey hızı onu yıldızın etrafında yana doğru taşır. Sonuç bir yörüngedir.
merkezcil kuvvet
Fizikte, herhangi bir dairesel hareket, merkeze doğru hareket eden bir kuvvet olan merkezcil kuvvet cinsinden tanımlanabilir. Bir yörünge durumunda, bu kuvvet yerçekimi tarafından sağlanır. Daha tanıdık bir örnek, bir ip parçasının ucunda dönen bir nesnedir. Bu durumda merkezcil kuvvet ipin kendisinden gelir. Nesne merkeze doğru çekilir, ancak dikey hızı onu bir daire içinde hareket ettirir. Temel fizik açısından durum, bir yıldızın yörüngesinde dönen bir gezegenin durumundan farklı değildir.
Dairesel ve Dairesel Olmayan Yörüngeler
Çoğu gezegen, gezegen sistemlerinin oluşma şeklinin bir sonucu olarak yaklaşık olarak dairesel yörüngelerde hareket eder. Dairesel bir yörüngenin temel özelliği, hareket yönünün gezegeni merkez yıldıza bağlayan çizgiye her zaman dik olmasıdır. Ancak durum böyle olmak zorunda değildir. Örneğin kuyruklu yıldızlar, genellikle oldukça uzun olan dairesel olmayan yörüngelerde hareket ederler. Teori dairesel yörüngelerden daha karmaşık olmasına rağmen, bu tür yörüngeler hala yerçekimi ile açıklanabilir.