Osem planetov kroži okoli sonca na eliptični način predvsem zaradi gravitacijskih interakcij. Sonce ima gravitacijsko silo, tako kot večina planetov; tudi druga nebesna telesa, in načini, na katere te sile medsebojno delujejo in se bodisi privlačijo ali odbijajo, povzročajo kroženje. Večina fizikov in astronomov verjame, da bi morale biti orbite planetov popolnoma krožne. Mnogi pravijo, da so dejansko eliptične, bolj kot karkoli drugega povezano z zunanjimi silami in napakami variance. Nemški astronom Johannes Kepler je prvi objavil material, ki dokazuje eliptične orbite, njegove teorije pa še vedno veljajo za dokončne. Med drugim sta jih dodala in razširila Isaac Newton in Albert Einstein.
Osnove sončnega sistema
Splošno mnenje je, da sončni sistem vsebuje osem planetov, vključno z Zemljo, ki krožijo okoli osrednjega sonca v različnih intervalih, vsak po svoji eliptični poti. Merkur, Venera, Zemlja in Mars skupaj sestavljajo tako imenovani “notranji” sončni sistem. Ti planeti se najhitreje vrtijo. Precej dlje najdemo “zunanji” sistem, ki ga sestavljajo Jupiter, Saturn, Uran in Neptun. Ti planeti sedijo veliko dlje drug od drugega kot tisti v notranjih obročkih in tudi njihove orbite so ponavadi veliko večje. Vse orbite so eliptične oblike, čeprav so z izjemo Merkurja ponavadi videti skoraj popolnoma okrogle. Običajno šele z intenzivnimi matematičnimi izračuni ljudje odkrijejo, da so dejansko eliptični.
Vpliv ekscentričnosti
Kepler je bil prvi, ki je identificiral eliptično obliko v poznih 1600-ih. Prišel je do treh povezanih “zakonov planetarnega gibanja”, ki z določeno natančnostjo kvantificirajo orbitalno gibanje. S temi zakoni je lahko razložil, da se planeti gibljejo po ravnini s soncem v enem žarišču in določil, da je treba obliko elipse izmeriti glede na ekscentričnost; bolj kot je orbita ekscentrična, bolj je podolgovata. Kepler ni ugotovil, zakaj krožijo v elipsi, vendar so njegovo podlago uporabili drugi fiziki, ki so prišli do konkretnih razlag.
Pomen gravitacije
Newtonove študije so ugotovile, da ima gravitacija pomembno vlogo. S serijo izračunov je lahko pokazal, da planeti vlečejo drug drugega in sonce, saj sonce nanje tudi gravitacijsko vleče. To ima učinek stiskanja orbit, za katere bi lahko pričakovali, da bodo v zaprtem sistemu krožne, saj gravitacijski vleki delujejo drug na drugega. Eden od načinov razmišljanja o tem je, da si zamislimo številne roke, ki vlečejo taffy.
Ukrivljenost prostora
K temu prispeva tudi fizična oblika prostranstva prostora. Einsteinova relativnostna teorija pomaga tudi pri popolni razlagi, zakaj planeti krožijo okoli Sonca na eliptični način, saj je del oblike orbit posledica ukrivljenosti prostora, ki jo povzročajo planeti, ki delujejo na prostor-čas okoli njih. Posledica tega »upogibanja« prostora sorazmerno vpliva na gibanje in prisili, da se tisto, kar bi sicer bilo krožno, splošči in podaljša.
Matematične aplikacije
V večini primerov je edini natančen način za merjenje orbit in izračun planetarne hitrosti in gibanja izvajanje številnih nekoliko zapletenih matematičnih izračunov. Ljudje lahko izračunajo orbito posameznih planetov in entitet, kot so kometi, z uporabo matematičnih pravil, ki so jih določili Kepler, Newton, Einstein in tista, ki so sledila, in lahko uporabljajo tudi enačbe za sledenje stopnje sprememb skozi čas. Te informacije so uporabne za številne aplikacije, od programiranja teleskopov za opazovanje do določanja stopnje grožnje, ki jo predstavlja bližajoči se komet ali asteroid.
Spremembe skozi čas
Pomembno je, da si ljudje zapomnijo, da so številni opisi planetarnih orbit poenostavljeni zaradi lažjega razumevanja in mnogi postavljajo sonce kot fiksno telo v vesolju, po katerem se planeti premikajo. Pravzaprav se sonce giblje skupaj s planeti in ko se premikajo skozi vesolje, se spreminja tudi natančna oblika orbit. To je treba upoštevati pri razpravah o tem, kako planeti krožijo okoli sonca, saj se celoten orbitalni sistem dejansko giblje.