¿Por qué dos cuerpos astronómicos giran alrededor de su centro de masa bajo la influencia de la fuerza gravitacional de los demás?

Interpretaré su pregunta de dos maneras diferentes y responderé su pregunta en ambos sentidos:

  1. ¿Por qué los cuerpos astronómicos giran alrededor del centro de masa, en oposición a algún otro punto?
  2. ¿Por qué los cuerpos astronómicos giran alrededor del centro de masa, en lugar de quedarse quieto?

# 1 es equivalente a preguntar por qué el centro de masa no se mueve. Para empezar, consideramos la segunda ley de Newton, F = ma. Como no hay fuerza externa en el sistema de dos cuerpos (F = 0), el sistema en su conjunto no puede experimentar ninguna aceleración (a = 0). Esto significa que su centro de masa debe moverse a velocidad constante. Si se encuentra en un marco de referencia que se mueve con el centro de masa, y este es el marco más lógico, el centro de masa parece permanecer quieto.

# 2 es más fácil de responder. En cualquier momento, el primer cuerpo siente la gravedad del segundo, y el segundo siente la gravedad del primero. La gravedad, siendo una fuerza, acelera ambos cuerpos (F = ma).

Entonces, el n. ° 2 muestra que ambos cuerpos deben estar en movimiento, y el n. ° 1 muestra que su centro de masa no está en movimiento. Juntos, muestran que los cuerpos deben girar alrededor de su centro de masa.

Supongo que esto probablemente se deba al hecho de que muchos cuerpos astronómicos durante su proceso de formación ya están en movimiento y alcanzan cierta energía rotacional una vez formados. Ahora, cuando se forma un sistema binario, existe una fuerza centrípeta que puede hacer que los cuerpos compañeros se muevan en órbitas circulares / elípticas alrededor de su centro de masa.

El centro de masa es la posición donde se dice que toda la masa del cuerpo está concentrada. Pero en realidad, el centro de masa es el punto donde un cuerpo puede decirse que es estable. El centro de masa móvil da como resultado la inestabilidad del sistema. Entonces, si los cuerpos no giran alrededor de su centro de masa, entonces el centro de masa cambiará repetidamente, haciendo que el sistema sea inestable. Y así, en aras de la estabilidad, los cuerpos giran en torno a com