Astoņas planētas riņķo ap Sauli eliptiskā veidā galvenokārt gravitācijas mijiedarbības dēļ. Saulei ir gravitācijas spēks, tāpat kā lielākajai daļai planētu; to dara arī citi debess ķermeņi, un veidi, kā šie spēki mijiedarbojas un viens otru piesaista vai atgrūž, izraisa orbītu. Lielākā daļa fiziķu un astronomu uzskata, ka planētu orbītām jābūt pilnīgi apļveida. Daudzi saka, ka tie patiesībā ir eliptiski, vairāk nekā jebkas cits ir saistīts ar ārējiem spēkiem un dispersijas kļūdām. Vācu astronoms Johanness Keplers bija pirmais, kurš publicēja materiālus, kas pierāda eliptiskās orbītas, un viņa teorijas joprojām tiek uzskatītas par galīgām. Tos cita starpā pievienoja un paplašināja Īzaks Ņūtons un Alberts Einšteins.
Saules sistēmas pamati
Tiek uzskatīts, ka Saules sistēmā ir astoņas planētas, ieskaitot Zemi, kas dažādos intervālos riņķo ap centrālo sauli, katra pa savu elipses formu. Dzīvsudrabs, Venera, Zeme un Marss kopā veido tā saukto “iekšējo” Saules sistēmu. Šīs planētas griežas visātrāk. Daudz tālāk ir atrodama “ārējā” sistēma, ko veido Jupiters, Saturns, Urāns un Neptūns. Šīs planētas atrodas daudz tālāk viena no otras nekā tās, kas atrodas iekšējos gredzenos, un arī to orbītas mēdz būt daudz lielākas. Visas orbītas ir eliptiskas formas, lai gan, izņemot Merkuru, tās mēdz izskatīties gandrīz ideāli apļveida. Parasti tikai intensīvu matemātisko aprēķinu rezultātā cilvēki atklāj, ka viņi patiesībā ir eliptiski.
Ekscentriskuma ietekme
Keplers bija pirmais, kas identificēja elipsveida formu 1600. gadu beigās. Viņš nāca klajā ar trim saistītiem “planētu kustības likumiem”, kas ar zināmu precizitāti nosaka orbītas kustību. Ar šiem likumiem viņš varēja izskaidrot, ka planētas pārvietojas pa plakni, kur vienā fokusā atrodas saule, un noteica, ka elipses forma jāmēra ekscentricitātes izteiksmē; proti, jo ekscentriskāka ir orbīta, jo tā ir iegarena. Keplers nenoskaidroja, kāpēc tie riņķo pa elipsi, taču viņa pamatu izmantoja citi fiziķi, kuri nāca klajā ar konkrētiem skaidrojumiem.
Gravitācijas nozīme
Ņūtona pētījumos secināts, ka gravitācijai ir liela nozīme. Veicot virkni aprēķinu, viņš varēja parādīt, ka planētas velk viena otru un sauli, jo saule tām arī iedarbojas gravitācijas spēks. Tā rezultātā tiek saspiestas orbītas, kuras slēgtā sistēmā varētu būt apļveida, jo gravitācijas pievilkšanās iedarbojas viens uz otru. Viens no veidiem, kā par to domāt, ir iedomāties daudzas rokas, kas velk tafiju.
Telpas izliekums
To veicina arī telpas plašuma fiziskā forma. Einšteina relativitātes teorija palīdz arī pabeigt skaidrojumu par to, kāpēc planētas riņķo ap Sauli eliptiskā veidā, jo daļa no orbītu formas ir kosmosa izliekuma rezultāts, ko izraisa planētas, kas iedarbojas uz tām apkārt esošo telpu-laiku. Rezultātā esošās telpas “locīšana” proporcionāli ietekmē kustību, un tā liek tam, kas citādi varētu būt apļveida, saplacināt un izstiepties.
Matemātiskie pielietojumi
Vairumā gadījumu vienīgais precīzais veids, kā izmērīt orbītas un aprēķināt planētu ātrumu un kustību, ir veikt vairākus nedaudz sarežģītus matemātiskus aprēķinus. Cilvēki var aprēķināt atsevišķu planētu, kā arī tādu entītiju kā komētas orbītu, izmantojot Keplera, Ņūtona, Einšteina un tam sekojošos matemātiskos noteikumus, kā arī var izmantot vienādojumus, lai izsekotu izmaiņu pakāpei laika gaitā. Šī informācija ir noderīga vairākiem lietojumiem, sākot no teleskopu programmēšanas novērošanai un beidzot ar tuvojošas komētas vai asteroīda radītā apdraudējuma pakāpes noteikšanu.
Izmaiņas laika gaitā
Cilvēkiem ir svarīgi atcerēties, ka daudzi planētu orbītu apraksti ir vienkāršoti, lai tos būtu vieglāk uztvert, un daudzi novieto sauli kā fiksētu ķermeni kosmosā, pa kuru planētas pārvietojas. Faktiski saule kustas kopā ar planētām, un, tām pārvietojoties kosmosā, mainās arī precīza orbītu forma. Tas jāpatur prātā, aplūkojot diskusijas par to, kā planētas riņķo ap Sauli, jo visa orbitālā sistēma faktiski kustas.