ما الذي يجعل الكواكب تبقى في مدارها؟

سبب ثبات الكواكب في مداراتها

تُحافظ الكواكب على دورانها بثبات ضمن مدارتها الإهليجية من خلال موازنة عاملين أساسين هما:^[١]

الجاذبية

تُعد الجاذبية القوة الأساسية التي تتحكم في شكل مدار الكواكب حول الشمس، في حين أن لكل كوكب جاذبيته الخاصة بناءً على حجم الكوكب والسرعة التي يتحرك بها، بينما يعتمد شكل مدارات الكواكب على جاذبية الشمس لهذه الكواكب، فجاذبية الشمس قوية بما يكفي للحفاظ على جذب الكواكب نحوها لإنشاء نمط مدار ولكن ليس بالقوة الكافية لسحب الكواكب إلى الشمس، إضافةً لجاذبية الكواكب نفسها التي تمنع الكواكب من السقوط نحو الشمس.

سرعة دوران الكواكب

تلعب سرعة الكواكب دورًا كبيرًا في الحفاظ على دورانها داخل مداراتها بشكلٍ منتظم، فإذ أردنا أن يبقى الكوكب يدور في مداره حول الشمس ولا ينجرف اتجاهها، يجب أن يكون لهذا الكوكب سرعة كافية لإبقائه على مساره، بحيث تحميه سرعته من تأثير جاذبية الشمس، فكلما تحرك الكوكب بشكل أسرع، كلما ابتعد بذلك عن مركز الشمس، وإذا كان الكوكب يدور بسرعة كبيرة، فقد يصبح مداره أكثر بيضاوية من حيث الشكل.

مدارات الكواكب

في القرن السابع عشر افترض العالم يوهانس كبلر أن مدارات الكواكب تظهر بشكل قطع ناقص، لتأكد فيما بعد قوانين نيوتن للحركة صحة فرضيات يوهانس، ووضعت هذه القوانين نموذج أكثر وضوحًا حول شكل مدارات الكواكب البيضاوية، في حين عُرف المدار (بالإنجليزية: Orbit) بأنه المسار المتكرر الذي يسلكه الكوكب أثناء دورانه حول الشمس، أو المسار الذي تتبعه الأقمار أثناء دورانها حول كوكب ما، وقد تبدو بعض المدارات دائرية الشكل، بينما يوضح قانون نيوتن العالمي للجاذبية سبب عدم كون المدارات دائرية، والذي يفترض أن قوة الجاذبية تضعف كمربع المسافة بين الجسمين؛ على اعتبار أن الجسمان هما الكوكب والنجم أو الكوكب والأقمار من حوله.^[٢]

ولطالما ظن العلماء أن مدار كوكب الأرض خاصةً يبدو دائري الشكل، لكنه من الناحية العلمية بيضاوي، وتم إثبات ذلك من خلال قانون كبلر الأول، الذي نصت على أن مدار كوكب ما لا يكون دائمًا على نفس المسافة من الشمس، لذا فإن أقرب نقطة تصل إليها الأرض من الشمس هي 147 مليون كيلومتر، وأبعد مسافة تصل إليها الأرض عن الشمس هي 152 مليون كيلومتر، فنستنتج بذلك أن الفارق ضئيل يُعادل الـ 4٪ فقط ، ليبدو بذلك مدار كوكب الأرض دائري الشكل.^[٢]

الفترة المدارية

الفترة المدارية (بالإنجليزية:The orbital period) هي الوقت الذي يستغرقه جسم فلكي معين لإكمال مدار واحد حول جسم آخر، وينطبق هذا المصطلح في علم الفلك عادةً على الكواكب أو الكويكبات التي تدور حول أقمار الشمس التي تدور حول الكواكب الخارجية التي تدور حول نجوم أخرى أيضًا، وفي نظامنا الشمسي يمتلك كوكب الزهرة ونبتون مدارات دائرية تقريبًا مع انحرافات 0.007 و 0.009 على التوالي بينما يمتلك عطارد المدار الأكثر إهليلجيًا مع انحراف 0.206.^[٣]