Les huit planètes orbitent autour du soleil de manière elliptique principalement à cause des interactions gravitationnelles. Le soleil a une attraction gravitationnelle, comme la plupart des planètes ; d’autres corps célestes le font aussi, et la manière dont ces forces interagissent et s’attirent ou se repoussent provoquent la mise en orbite. La plupart des physiciens et des astronomes pensent que les orbites planétaires devraient être parfaitement circulaires. Le fait qu’ils soient en fait elliptiques, selon beaucoup, a plus à voir avec des forces extérieures et des erreurs de variance qu’autre chose. L’astronome allemand Johannes Kepler a été le premier à publier du matériel prouvant des orbites elliptiques, et ses théories sont toujours considérées comme définitives. Ils ont été complétés et développés par Isaac Newton et Albert Einstein, entre autres.
Bases du système solaire
On pense généralement que le système solaire contient huit planètes, la Terre incluse, qui tournent autour d’un soleil central à divers intervalles, chacune sur sa propre trajectoire elliptique. Mercure, Vénus, la Terre et Mars forment ensemble ce que l’on appelle le système solaire intérieur. Ces planètes tournent le plus rapidement. Beaucoup plus loin, on trouve le système extérieur, composé de Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Ces planètes sont beaucoup plus éloignées les unes des autres que celles des anneaux intérieurs, et leurs orbites ont également tendance à être beaucoup plus grandes. Toutes les orbites sont de forme elliptique, mais à l’exception de Mercure, elles ont tendance à apparaître presque parfaitement circulaires. Ce n’est généralement que grâce à des calculs mathématiques intenses que les gens découvrent qu’ils sont réellement elliptiques.
Influence de l’excentricité
Kepler a été le premier à identifier la forme elliptique à la fin des années 1600. Il a proposé trois lois du mouvement planétaire connexes qui quantifient le mouvement orbital avec une certaine précision. Grâce à ces lois, il a pu expliquer que les planètes se déplacent sur un plan avec le soleil à un foyer et a déterminé que la forme de l’ellipse devait être mesurée en termes d’excentricité ; à savoir, plus une orbite est excentrique, plus elle est allongée. Kepler n’a pas déterminé pourquoi ils orbitent dans une ellipse, mais son travail de base a été utilisé par d’autres physiciens qui ont proposé des explications concrètes.
Importance de la gravité
Les études de Newton ont conclu que la gravité joue un rôle majeur. Grâce à une série de calculs, il a pu montrer que les planètes tirent les unes sur les autres et sur le soleil, car le soleil exerce également une attraction gravitationnelle sur elles. Cela a pour effet d’écraser des orbites que l’on pourrait s’attendre à être circulaires dans un système fermé, car les forces gravitationnelles agissent les unes sur les autres. Une façon de penser à cela est d’imaginer de nombreuses mains tirant de la tire.
Courbure de l’espace
La forme physique de l’étendue de l’espace y contribue également. La théorie de la relativité d’Einstein aide également à compléter l’explication de la raison pour laquelle les planètes tournent autour du Soleil de manière elliptique, car une partie de la forme des orbites est le résultat de la courbure de l’espace causée par les planètes agissant sur l’espace-temps qui les entoure. La flexion de l’espace qui en résulte a un impact proportionnel sur le mouvement et force ce qui pourrait autrement être circulaire à s’aplatir et à s’allonger.
Applications mathématiques
Dans la plupart des cas, la seule façon précise de mesurer les orbites et de calculer la vitesse et le mouvement planétaire est d’entreprendre un certain nombre de calculs mathématiques quelque peu complexes. Les gens peuvent calculer l’orbite de planètes individuelles ainsi que d’entités comme les comètes en utilisant les règles mathématiques établies par Kepler, Newton, Einstein et celles qui ont suivi, et ils peuvent également utiliser des équations pour suivre le degré de changement au fil du temps. Ces informations sont utiles pour un certain nombre d’applications, de la programmation de télescopes pour l’observation à la détermination du degré de menace posé par une comète ou un astéroïde en approche.
Changements au fil du temps
Il est important que les gens se souviennent que de nombreuses descriptions des orbites planétaires sont simplistes pour faciliter la compréhension, et beaucoup placent le soleil comme un corps fixe dans l’espace autour duquel les planètes se déplacent. En fait, le soleil est en mouvement avec les planètes, et à mesure qu’elles se déplacent dans l’espace, la forme précise des orbites change également. Cela devrait être gardé à l’esprit lorsque l’on examine les discussions sur la façon dont les planètes orbitent autour du soleil, car l’ensemble du système orbital est, en fait, en mouvement.