Consideremos el caso simple de la Tierra girando alrededor del Sol. Todos los demás problemas orbitales son simples traducciones de esta idea. Visualice el Sol en el centro de este diagrama y la órbita de la Tierra como el círculo. El vector azul representa la dirección de la fuerza y la aceleración de la Tierra debido al Sol. Notarás que la Tierra siempre se acelera en la dirección del Sol.
Sin embargo, la Tierra también tiene una velocidad perpendicular a su aceleración. Como una roca lanzada horizontalmente desde la cima de un acantilado, se acelera hacia abajo mientras avanza. El resultado es la trayectoria parabólica familiar.
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El caso Tierra / Sol es similar. La Tierra “cae” hacia el Sol, pero avanza mientras lo hace, haciendo que viaje en una parábola. Una vez que la Tierra alcanza su próxima posición, encuentra una condición idéntica: se acelera hacia el Sol mientras viaja tangencialmente al círculo. Esto continuará todo el camino alrededor de la órbita y se logrará un movimiento circular perpetuo.
Tenga en cuenta que todo esto depende de la velocidad. Si la velocidad de la Tierra es demasiado pequeña, caerá hacia el Sol de la misma manera que una roca arrojada cae hacia la Tierra. Si su velocidad es demasiado grande, viajará casi en línea recta y saldrá completamente del Sol.
La teoría más general de la gravedad es la teoría de la relatividad general de Einstein. En el contexto de GR, el Sol deformará la estructura del espacio y el tiempo en sus alrededores, algo así como un embudo de donación de monedas.
La Tierra orbita el centro de la misma manera que una moneda gira en espiral hacia el centro. Tanto la moneda como la Tierra viajan en un espacio deformado, donde las líneas rectas ya no son la distancia más corta entre dos puntos. (Por ejemplo, un avión que viaja de Nueva York a París parece volar en un arco cerca de Islandia ya que en un planeta curvo, la distancia más corta también es una curva).
En relatividad general, estas “curvas de distancia más corta” se denominan geodésicas . Dada una distribución de masas, las ecuaciones de GR revelarán exactamente qué camino es el más corto. En el caso de la Tierra y el Sol, ese camino es casi un círculo centrado en el Sol.
