Чому планети не падають на Сонце?

Більшість людей знають, що Сонце містить у собі 99% маси всієї Сонячної системи та все в ній крутиться навколо Сонця. Зазвичай люди представляють орбіту як окружності, хоча насправді це не так.

Для початку слід розібратися, чому взагалі планети обертаються навколо зірок, адже, виходячи із закону всесвітнього тяжіння, всі тіла притягуються один до одного: наприклад, для Сонця і Землі, сила тяжіння становить близько 3,35х10²² Н. І, на перший погляд, за такої величезної по силі тіла мали б наближатися один до одного, точніше, наша планета мала б впасти на Сонце.

І загалом планети дійсно постійно падають на Сонце, але, крім цього, вони мають власну швидкість у просторі, спрямовану по дотичній до кривої, яку описує орбіта планети. Якби не вплив Сонця та інших тіл наша планета просто рухалася б вперед з постійною швидкістю, але сила гравітації постійно спотворює траєкторію руху.

Це дуже добре видно на прикладі: припустимо, ви з даху багатоповерхівки горизонтально кидаєте камінь. Він поступово падає на землю, але при цьому не перестає рухатися по горизонталі. Якщо поступово збільшувати швидкість, з якою кидають камінь, то ми побачимо, що відстань, на якій камінь падає на землю теж буде збільшуватися і, зрештою, ми досягнемо такої швидкості, що камінь просто промаже повз поверхню планети, і піде в нескінченний процес падіння. Швидкість, за якої це станеться, називається першою космічною, саме за неї тіло стає супутником.

А тепер про те, чому всі орбіти не кругові, а еліптичні. Для цього уточнимо одну деталь, що на самому Земля не обертається навколо Сонця, вона обертається навколо спільного з Сонцем центру мас, який знаходиться всередині Сонця, але не в його центрі, і саме до центру мас притягуються планети. До речі, Юпітер – єдина планета, для якої центр мас із Сонцем знаходиться за межами зірки.

Орбіти астероїдів та карликових планет. Добре видно їх витягнутість.

Через таке розташування центру мас орбіта планети викривлена ​​з погляду центру зірки і є еліпсом. Сам еліпс характеризується ексцентриситетом (ступінь відхилення від кола), якщо він дорівнює 0, то орбітою є коло, якщо дорівнює 1, то траєкторія – це парабола. Для багатьох планет Сонячної системи ексцентриситет близький до нуля, хоч і не дорівнює йому, а отже, орбіта дуже близька до кругової. Виняток становить Меркурій, ексцентриситет якого становить 0.2. Це пояснюється близькістю Меркурія до зірки, впливом інших планет та її становищем  при утворенні Сонячної системи.