В древни времена астрономите смятали, че всички небесни обекти - Слънцето, Луната, планетите и звездите - обикалят около Земята в серия от кристални сфери. Те откриха, че всички планети, включително Земята, всъщност орбитират около Слънцето.
Не само учените откриха, че простият факт, че планетите обикалят около Слънцето, те разкриха основните причини за това. Каква верига от събития ни доведе до сегашната ни Слънчева система, като планетите обикалят около Слънцето?
Астрономите, използвани да мислят, че Земята е била центърът на Слънчевата система
Тъй като ние живеем на Земята и виждаме предмети, преминаващи през нашия изглед към небето, е естествено да приемем, че Земята е център на Вселената. Всъщност тази перспектива - известна като геоцентризъм - беше по подразбиране за всички древни цивилизации. Слънцето, Луната, планетите и звездите изглежда се движат около Земята всеки ден. И тъй като самата Земя не изглеждаше да се движи, астрономи като Птолемей предположиха, че Земята е центърът на Вселената. Всъщност те стигнаха дотам, че създадоха много подробни модели за прогнозиране на движенията на обекти с висока степен на точност, използвайки този напълно неточен модел на Слънчевата система. Прогнозите, направени от Птолемей, бяха използвани за направата на астрологични прогнози за повече от 1500 години, докато не се появи много по-добър модел.
Всъщност Слънцето е центърът на Слънчевата система
Нов, по-точен модел на Слънчевата система се появява чак през 16 век, когато полският астроном Николай Коперник публикува книгата си за промяна във Вселената: За революциите на Небесните Тела, Коперник точно реорганизира Слънчевата система, поставяйки Слънцето в центъра на a хелиоцентричен модел, И Земята зае своето място, като просто друга планета, обикаляща около Слънцето - една от 6-те познати на тогавашните астрономи.
Моделът на Коперник помогна да отговори на два въпроса, които тревожиха астрономите от векове: защо планетите се изсветляват и затъмняват в течение на няколко месеца (защото те се приближават и отдалечават) и защо планетите сякаш се редуват и движат в ретрограда посока. Лесно се обяснява поради променящите се позиции на Земята, планетите и фоновите звезди.
Но защо те обикалят около Слънцето?
След като можеха точно да опишат естеството на планетарното движение в Слънчевата система, те бяха оставени с по-фундаментален въпрос: Защо планетите обикалят около Слънцето? Каква последователност от събития доведе до текущите движения на планетите около Слънцето?
За да обясним това, трябва да погледнем назад преди 4,6 милиарда години, преди дори да е имало Слънчева система. Вместо това вместо нас имаше голям облак водороден газ, останал от Големия взрив. Някои събития, като експлозия на свръхновата наблизо, предизвикаха гравитационен срив на облака, причинявайки водородните атоми да се прикрепят един към друг чрез взаимна гравитация.
Всеки отделен водороден атом имаше свой собствен импулс и така, когато атомите се съберат в по-големи и по-големи струпвания газ, запазването на инерцията във всички частици създава тези струпвания на газ. Представете си два въртящи се парашута, които се сблъскват един с друг във въздуха; след сблъсъка си, те ще имат нова скорост и посока на въртене въз основа на добавянето на първоначалните си направления.
В крайна сметка целият този водороден газ беше събран заедно в масивна въртяща се топка газ, която продължаваше да се руши под собствената си гравитация. Когато се срина, тя започна да се върти все по-бързо и по-бързо, точно като фигуристът, който дърпа в ръцете си, увеличава скоростта си на въртене.
Въртящият се облак от газ и прах се изравняваше поради въртящата се сила, със Слънцето в центъра и след това диск с формата на палачинка, заобикалящ го. Планетите се образували от този диск на материал, събирайки частици прах в по-големи и по-големи скали, докато обектите с размер на планетата не се натрупали заедно.
Планетите са в перфектен баланс
Планетите обикалят около Слънцето, защото са останали от формирането на Слънчевата система. Текущото им движение зависи от гравитационното привличане на Слънцето в центъра на Слънчевата система. Всъщност те са в перфектен баланс.
На планетите действат две противоположни сили: гравитацията ги дърпа навътре и инерцията на тяхната орбита, която ги извежда навън. Ако гравитацията беше доминираща, планетите щяха да се въртят навътре. Ако тяхната инерция беше доминираща, планетите щяха да се въртят навън в дълбоко пространство.
Планетите се опитват да излетят в дълбокото пространство, но гравитацията на Слънцето ги дърпа в извита орбита.
Допълнителни изследвания:
Корнел астрономия
Вселената на Аристотел и Птолемей
Копернически модел: Слънчева система, центрирана към Слънцето
Слънчевата мъглявина
Относно революцията на небесните тела
Копернишката революция