En el mundo cotidiano, la gravedad es la fuerza que hace que los objetos caigan hacia abajo. En astronomía, la gravedad es también la fuerza que hace que los planetas se muevan en órbitas casi circulares alrededor de las estrellas. A primera vista, no es obvio cómo la misma fuerza puede dar lugar a conductas aparentemente tan diferentes. Para ver por qué ocurre esto, es necesario comprender cómo una fuerza externa afecta a un objeto en movimiento.

La fuerza de la gravedad

La gravedad es una fuerza que actúa entre dos objetos cualquiera. Si un objeto es significativamente más masivo que el otro, entonces la gravedad atraerá al objeto menos masivo hacia el más masivo. Un planeta, por ejemplo, experimentará una fuerza que lo empuje hacia una estrella. En el caso hipotético en el que los dos objetos están inicialmente estacionarios entre sí, el planeta comenzará a moverse en la dirección de la estrella. En otras palabras, caerá hacia la estrella, tal como sugeriría la experiencia diaria de la gravedad.

El efecto del movimiento perpendicular

La clave para entender el movimiento orbital es darse cuenta de que un planeta nunca es estacionario con respecto a su estrella pero moviéndose a alta velocidad. Por ejemplo, la Tierra viaja a aproximadamente 108,000 kilómetros por hora (67,000 millas por hora) en su órbita alrededor del sol. La dirección de este movimiento es esencialmente perpendicular a la dirección de la gravedad, que actúa a lo largo de una línea que va del planeta al sol. Mientras la gravedad atrae al planeta hacia la estrella, su gran velocidad perpendicular la lleva de lado hacia la estrella. El resultado es una órbita.

Fuerza centrípeta

En física, cualquier tipo de movimiento circular se puede describir en términos de fuerza centrípeta, una fuerza que actúa hacia el centro. En el caso de una órbita, esta fuerza es proporcionada por la gravedad. Un ejemplo más familiar es un objeto girado en el extremo de un trozo de cuerda. En este caso, la fuerza centrípeta proviene de la cuerda misma. El objeto se tira hacia el centro, pero su velocidad perpendicular lo mantiene en movimiento en un círculo. En términos de física básica, la situación no es diferente del caso de un planeta que orbita una estrella.

Órbitas circulares y no circulares

La mayoría de los planetas se mueven en órbitas aproximadamente circulares, como consecuencia del manera en que se forman los sistemas planetarios. La característica esencial de una órbita circular es que la dirección del movimiento es siempre perpendicular a la línea que une el planeta a la estrella central. Sin embargo, este no tiene que ser el caso. Los cometas, por ejemplo, a menudo se mueven en órbitas no circulares que son muy alargadas. Tales órbitas aún se pueden explicar por la gravedad, aunque la teoría es más complicada que para las órbitas circulares.