Delapan planet mengorbit matahari secara elips terutama karena interaksi gravitasi. Matahari memiliki tarikan gravitasi, seperti kebanyakan planet; benda langit lainnya juga demikian, dan cara gaya-gaya ini berinteraksi dan menarik atau menolak satu sama lain menyebabkan pengorbitan. Sebagian besar fisikawan dan astronom percaya bahwa orbit planet harus berbentuk lingkaran sempurna. Bahwa mereka sebenarnya elips, banyak yang mengatakan, lebih berkaitan dengan kekuatan luar dan kesalahan varians daripada yang lainnya. Astronom Jerman Johannes Kepler adalah orang pertama yang mempublikasikan materi yang membuktikan orbit elips, dan teorinya masih dianggap definitif. Mereka ditambahkan dan diperluas oleh Isaac Newton dan Albert Einstein, antara lain.
Dasar Tata Surya
Tata surya diyakini secara luas mengandung delapan planet, termasuk Bumi, yang mengelilingi matahari pusat pada berbagai interval, masing-masing pada jalur elipsnya sendiri. Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars bersama-sama membentuk apa yang dikenal sebagai tata surya “dalam”. Planet-planet ini berotasi paling cepat. Jauh lebih jauh kita menemukan sistem “luar”, terdiri dari Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus. Planet-planet ini duduk lebih jauh satu sama lain daripada yang ada di cincin bagian dalam, dan orbitnya juga cenderung jauh lebih besar. Semua orbit berbentuk elips, meskipun dengan pengecualian Merkurius mereka cenderung tampak hampir melingkar sempurna. Biasanya hanya melalui perhitungan matematis yang intens, orang-orang menemukan bahwa mereka sebenarnya berbentuk elips.
Pengaruh Eksentrisitas
Kepler adalah orang pertama yang mengidentifikasi bentuk elips pada akhir 1600-an. Dia datang dengan tiga “hukum gerak planet” terkait yang mengukur gerakan orbital dengan presisi tertentu. Melalui hukum-hukum ini ia dapat menjelaskan bahwa planet-planet bergerak pada bidang dengan matahari pada salah satu fokusnya dan menentukan bahwa bentuk elips harus diukur dalam istilah eksentrisitas; yaitu, semakin eksentrik suatu orbit, semakin memanjang itu. Kepler tidak menentukan mengapa mereka mengorbit dalam elips, tetapi landasannya digunakan oleh fisikawan lain yang memberikan penjelasan konkret.
Pentingnya Gravitasi
Studi Newton menyimpulkan bahwa gravitasi memainkan peran utama. Melalui serangkaian perhitungan ia mampu menunjukkan bahwa planet-planet menarik satu sama lain dan matahari, karena matahari juga memberikan tarikan gravitasi pada mereka. Ini memiliki efek menggencet orbit yang mungkin diharapkan menjadi lingkaran dalam sistem tertutup, karena tarikan gravitasi bekerja satu sama lain. Salah satu cara untuk memikirkan hal ini adalah dengan membayangkan banyak tangan menarik gula-gula.
Kelengkungan Ruang
Bentuk fisik hamparan ruang juga turut andil. Teori relativitas Einstein juga membantu melengkapi penjelasan mengapa planet-planet mengorbit Matahari secara elips, karena sebagian dari bentuk orbit adalah hasil dari kelengkungan ruang yang disebabkan oleh planet-planet yang bekerja pada ruang-waktu di sekitarnya. “Pembengkokan” ruang yang dihasilkan memiliki dampak proporsional pada gerakan, dan memaksa apa yang mungkin melingkar menjadi rata dan memanjang.
Aplikasi Matematika
Dalam kebanyakan kasus, satu-satunya cara akurat untuk mengukur orbit dan menghitung kecepatan dan pergerakan planet adalah dengan melakukan sejumlah perhitungan matematis yang agak rumit. Orang dapat menghitung orbit planet individu serta entitas seperti komet menggunakan aturan matematika yang ditetapkan oleh Kepler, Newton, Einstein, dan yang mengikutinya, dan mereka juga dapat menggunakan persamaan untuk melacak tingkat perubahan dari waktu ke waktu. Informasi ini berguna untuk sejumlah aplikasi, mulai dari pemrograman teleskop untuk pengamatan hingga menentukan tingkat ancaman yang ditimbulkan oleh komet atau asteroid yang mendekat.
Perubahan Seiring Waktu
Penting bagi orang-orang untuk mengingat bahwa banyak deskripsi orbit planet yang disederhanakan demi pemahaman yang mudah, dan banyak yang menempatkan matahari sebagai benda tetap di ruang angkasa tempat planet-planet bergerak. Faktanya, matahari bergerak bersama dengan planet-planet, dan saat mereka bergerak melalui ruang, bentuk orbit yang tepat juga berubah. Ini harus diingat ketika melihat diskusi tentang cara planet-planet mengorbit mengelilingi matahari, karena seluruh sistem orbit sebenarnya bergerak.