Dans le monde de tous les jours, la gravité est la force qui fait tomber les objets vers le bas. En astronomie, la gravité est aussi la force qui fait bouger les planètes autour des orbites autour des étoiles. A première vue, il n'est pas évident de voir comment la même force peut donner naissance à des comportements apparemment différents. Pour voir pourquoi cela est, il est nécessaire de comprendre comment une force externe affecte un objet en mouvement.

La Force de Gravité

La gravité est une force qui agit entre deux objets. Si un objet est significativement plus massif que l'autre, alors la gravité attirera l'objet le moins massif vers le plus massif. Une planète, par exemple, fera l'expérience d'une force l'attirant vers une étoile. Dans le cas hypothétique où les deux objets sont initialement stationnaires l'un par rapport à l'autre, la planète commencera à se déplacer dans la direction de l'étoile. En d'autres termes, il tombera vers l'étoile, comme le suggérerait l'expérience quotidienne de la gravité.

L'effet du mouvement perpendiculaire

La clé pour comprendre le mouvement orbital est de réaliser qu'une planète n'est jamais stationnaire par rapport à son étoile mais se déplaçant à grande vitesse. Par exemple, la Terre voyage à environ 108 000 kilomètres par heure (67 000 miles par heure) dans son orbite autour du soleil. La direction de ce mouvement est essentiellement perpendiculaire à la direction de la gravité, qui agit le long d'une ligne de la planète au soleil. Alors que la gravité tire la planète vers l'étoile, sa grande vitesse perpendiculaire la porte de côté autour de l'étoile. Le résultat est une orbite.

Force Centripète

En physique, tout type de mouvement circulaire peut être décrit en termes de force centripète - une force qui agit vers le centre. Dans le cas d'une orbite, cette force est fournie par gravité. Un exemple plus familier est un objet qui tourbillonne autour d'un bout de ficelle. Dans ce cas, la force centripète provient de la corde elle-même. L'objet est tiré vers le centre, mais sa vitesse perpendiculaire le maintient dans un cercle. En termes de physique de base, la situation n'est pas différente du cas d'une planète en orbite autour d'une étoile.

Orbites circulaires et non circulaires

La plupart des planètes se déplacent sur des orbites approximativement circulaires, en conséquence de la les systèmes planétaires sont formés. La caractéristique essentielle d'une orbite circulaire est que la direction du mouvement est toujours perpendiculaire à la ligne reliant la planète à l'étoile centrale. Cela ne doit pas être le cas, cependant. Les comètes, par exemple, se déplacent souvent sur des orbites non circulaires qui sont très allongées. Ces orbites peuvent encore être expliquées par la gravité, bien que la théorie soit plus compliquée que pour les orbites circulaires.