¿Decimos que la Tierra orbita al Sol en lugar de que el Sol orbita a la Tierra porque es mucho más fácil de expresar matemáticamente?

Si está haciendo topografía, entonces las coordenadas geocéntricas son más fáciles de usar. Si está haciendo astrodinámica del sistema solar, entonces las coordenadas heliocéntricas. Si está estudiando la dinámica de la galaxia, entonces un sistema de coordenadas basado en el centro de la galaxia, y así sucesivamente. No hay un sistema de coordenadas absoluto.

Desde el punto de vista de la física, obviamente los planetas y el sol orbitan el centro de masa común del Sistema Solar. Todos los demás efectos se entienden en términos de física clásica.

Hay neogeocentricistas a quienes les gustaría invocar el arrastre de cuadros como fuente de fuerzas centrífugas y ficticias de Coriolis.

La relatividad general predice una equivalencia, pero no existe un modelo real presentado por los neogeocentristas. Solo agitan las manos.

Ninguna de las afirmaciones es correcta. El Sol, la Tierra, Júpiter, etc. están “orbitando” el centro de gravedad de nuestro sistema solar, su baricentro, que define un marco de referencia inercial. Al igual que en su ejemplo más simple, los dos cuerpos de igual masa están orbitando su centro de masa, no el uno al otro. Dado que la masa del Sol domina nuestro sistema solar, el baricentro tiende a estar dentro o muy cerca del Sol.

Las “órbitas” en este sistema de muchos cuerpos no son simples elipses, por lo que el movimiento del Sol en relación con el baricentro (dibujado aquí como el movimiento del baricentro en relación con el Sol) se ve así:

Muy a menudo, el centro de nuestro sistema solar ni siquiera está dentro del Sol. Aunque por el momento lo es.

En cuanto a las matemáticas, es bastante simple representar, en forma cerrada, la órbita de dos cuerpos alrededor de su centro de masa total, independientemente de su masa relativa. Esto es lo primero que haces en una clase de mecánica orbital. Una vez que llega a tres cuerpos o más, ya no usa ecuaciones de forma cerrada, sino más bien integración numérica. Las ecuaciones para integrar numéricamente también son simples, aunque las trayectorias resultantes pueden ser complicadas. (Busque soluciones para el problema de los tres cuerpos: hay algunos resultados hermosos recientes).

Esto es una cuestión de convención por un lado y la simplicidad de las ecuaciones por el otro. En la vida cotidiana, es más sencillo suponer que el Sol orbita alrededor de la Tierra: se eleva, culmina y se pone todos los días, lo que implica que el Sol se mueve alrededor de nuestra Tierra estacionaria. Desde una perspectiva conceptual (física), tiene sentido decir que la Tierra orbita alrededor del Sol simplemente porque el Sol es muy masivo, y tener un objeto pequeño en órbita alrededor de uno grande está de acuerdo con nuestra experiencia.

En ciencia hay un principio de simplicidad (la navaja de afeitar de Occam) que sesga los modelos hacia el más simple. Esta es la razón principal por la que en física preferimos el modelo que tiene los conceptos y ecuaciones más simples. El modelo de todos los planetas que orbitan alrededor del Sol es mucho más simple que aquel en el que el Sol orbita alrededor de la Tierra y todos los demás planetas orbitan alrededor del Sol. Para ser exactos, la Tierra no orbita al Sol porque el camino de la Tierra es elíptico y el Sol está en uno de los puntos focales.

Bueno, estás hablando del marco de referencia, supongo. Mantenga la tierra inmóvil y todo lo demás comenzará a girar a su alrededor (como en los dibujos animados, se detiene la cuchilla del helicóptero, ¡el helicóptero comienza a girar!). Las trayectorias matemáticas de los cuerpos celestes cambiarían por completo en este marco de referencia. Al igual que otros planetas del sistema solar, estarían girando alrededor de la Tierra y parecerían girar en espiral alrededor de la Tierra (ya que todavía giran alrededor del sol). Entonces, sí, todos los caminos elípticos son ahora una combinación compleja de dos revoluciones. Se verá aún más complejo si entras en un marco de referencia, lo que los animales realmente percibimos, que la tierra ni siquiera está girando.
Pero estas trayectorias son meras trayectorias, funciones matemáticas. Pero, ¿cómo aparecieron estas funciones? Aquí viene el papel de la física, un conjunto de reglas, que le da una dirección a las matemáticas.
Entonces, el sol que gira alrededor de la Tierra se puede realizar matemáticamente, pero dudo de lo correcto que sería según la física, lo que los humanos sabemos ahora, que en un sistema de dos cuerpos, los cuerpos giran alrededor del centro de masa, que no puede estar cerca de la Tierra.
Entonces, para su marco de referencia, que parece matemáticamente complejo (no estoy seguro en realidad, no es un matemático), es posible que deba preparar una nueva física que satisfaga varios fenómenos (no estoy seguro nuevamente, no es un físico).

Podría crear un modelo del sistema solar con la Tierra en el centro, tendría que introducir fuerzas arbitrarias para explicar por qué la Tierra está en el centro, lo cual es completamente innecesario. Esto sería un poco similar a cómo el modelo de gravedad de Newton usa una fuerza para explicar la gravedad cuando la relatividad general lo explica como una distorsión del espacio-tiempo, la diferencia es que la gravedad de Newton es una aproximación útil que simplifica las cosas, una fuerza para poner la tierra en el centro haría las cosas más complicadas, tendría que variar el tiempo que se sincroniza con la tierra.

No es “la tierra orbita alrededor del sol” ni “el sol orbita alrededor de la tierra”. El sol y todo el sistema solar orbita alrededor del centro galáctico. Las perturbaciones en sus caminos aparecen como movimiento orbital, cuando se relacionan con un solo cuerpo. Sin embargo, es más conveniente asumir el cuerpo más grande de cualquier sistema como cuerpo central estacionario en el espacio y considerar los movimientos relativos de otros cuerpos miembros como movimiento orbital sobre el cuerpo central. Esto puede ayudarnos a predecir eventos que ocurren periódicamente, fácilmente. ver: órbitas planetarias

No entiendo la pregunta por completo, pero aquí está mi respuesta. Decimos que la tierra orbita alrededor del sol porque lo hace, el sol es el centro de nuestro sistema solar, tiene una gran atracción gravitacional y estamos atrapados en él.

Ahora el sol no está orbitando ningún objeto dentro de nuestro sistema solar, pero el sol (todo nuestro sistema solar porque estamos “conectados” al sol debido a la gravitación) está orbitando el centro de nuestra galaxia, mientras que la galaxia es el centro del universo.

Entonces es justo decir que cualquier cosa que orbita la Tierra es nuestra luna y todo en nuestro sistema solar está orbitando alrededor del sol. Espero haber ayudado a aclararlo.

Edite después de agregar más información: Bueno, no es que sea un matemático astrofísico o físico, pero creo que puedo responder a su pregunta.

Creo que si tomas solo dos cuerpos, la misma masa y todo lo matemático será lo mismo, pero en nuestro caso en nuestro sistema solar, incluso si hubiera solo la Tierra y nuestro sol, sería igual, el sol sería el centro y orbitaríamos a su alrededor.

Ah, y no puedes mostrar la Tierra como el centro incluso con solo el sol en nuestro sistema solar porque entonces las matemáticas serían incorrectas, obtendrías malos resultados. Creo que hubo un caso en el que las leyes de gravedad se aplicaron en la historia y algo no funcionó, parecía que había algo ahí fuera, por lo que descubrieron y no cumplieron mi palabra sobre esto. Hace mucho tiempo que no escuché y probablemente lo olvidé, pero era un planeta detrás de Júpiter, tal vez Urano, pero cuando lo incluyeron en las fórmulas funcionó como debería.

La masa juega un papel en las fórmulas y las matemáticas, así como en muchos otros aspectos, estoy seguro y no es posible mostrar nada que sea el centro de los movimientos orbitales, aparte de lo que las matemáticas pueden demostrar. * Suspiro * perdón por una publicación larga pero espero haber ayudado. Tal vez alguien con un título en física se presente y brinde una mejor respuesta.

En cualquier sistema de dos cuerpos, los dos cuerpos orbitan su centro de gravedad mutuo. Sin embargo, en el caso del sistema sol / tierra, ese centro de gravedad está dentro del sol. Por lo tanto, la tierra orbita alrededor del sol, pero no el centro del sol.

Los soles y los planetas bailan un poco alrededor de su centro de gravedad común, bailando con la música de la orquesta Isaac Newton.

¡Simplemente porque así es como funciona!