In der Antike dachten Astronomen, dass alle Himmelsobjekte - Sonne, Mond, Planeten und Sterne - in einer Reihe von Kristallkugeln um die Erde kreisten. Sie entdeckten, dass alle Planeten, einschließlich der Erde, tatsächlich um die Sonne kreisen.
Wissenschaftler entdeckten nicht nur die einfache Tatsache, dass die Planeten die Sonne umkreisen, sondern deckten auch die zugrunde liegenden Gründe dafür auf. Welche Kette von Ereignissen führte uns zu unserem gegenwärtigen Sonnensystem, in dem Planeten die Sonne umkreisen?
Astronomen dachten früher, die Erde sei das Zentrum des Sonnensystems
Da wir auf der Erde leben und Objekte sehen, die sich über unseren Blick auf den Himmel bewegen, ist es natürlich anzunehmen, dass die Erde das Zentrum des Universums ist. Tatsächlich war diese Perspektive - bekannt als Geozentrismus - die Standardeinstellung für alle alten Zivilisationen. Die Sonne, der Mond, die Planeten und die Sterne schienen sich jeden Tag um die Erde zu bewegen. Und weil sich die Erde selbst nicht zu bewegen schien, nahmen Astronomen wie Ptolemaios an, dass die Erde das Zentrum des Universums sei. Tatsächlich gingen sie so weit, sehr detaillierte Modelle zu erstellen, um die Bewegungen von Objekten mit einem hohen Maß an Genauigkeit vorherzusagen, wobei dieses völlig ungenaue Modell des Sonnensystems verwendet wurde. Die Vorhersagen von Ptolemaios wurden verwendet, um astrologische Vorhersagen für mehr als 1500 Jahre zu treffen, bis ein viel besseres Modell entstand.
Tatsächlich ist die Sonne das Zentrum des Sonnensystems
Ein neues, genaueres Modell des Sonnensystems gab es erst im 16. Jahrhundert, als der polnische Astronom Nicolai Copernicus sein Universum veränderndes Buch veröffentlichte: Über die Revolutionen der Himmelskörper. Copernicus reorganisierte das Sonnensystem genau und stellte die Sonne in den Mittelpunkt eines heliozentrisches Modell. Und die Erde nahm ihren richtigen Platz ein, als nur ein weiterer Planet, der die Sonne umkreist - einer der 6, die den Astronomen zu dieser Zeit bekannt waren.
Copernicus 'Modell half bei der Beantwortung von zwei Fragen, die Astronomen seit Jahrhunderten beschäftigt hatten: Warum die Planeten im Laufe mehrerer Monate heller und dunkler werden (weil sie näher und weiter weg kommen) und warum sich die Planeten rückwärts zu bewegen scheinen Richtung. Leicht zu erklären aufgrund der sich ändernden Positionen der Erde, der Planeten und der Hintergrundsterne.
Aber warum umkreisen sie die Sonne? 
Sobald sie die Natur der Planetenbewegung im Sonnensystem genau beschreiben konnten, blieb ihnen eine grundlegendere Frage: Warum umkreisen die Planeten die Sonne? Welche Abfolge von Ereignissen führte zu den aktuellen Bewegungen der Planeten um die Sonne?
Um dies zu erklären, müssen wir vor 4,6 Milliarden Jahren zurückblicken, bevor es überhaupt ein Sonnensystem gab. An unserer Stelle war stattdessen eine massive Wasserstoffgaswolke vom Urknall übrig geblieben. Ein Ereignis wie eine nahegelegene Supernova-Explosion löste einen Gravitationskollaps der Wolke aus, wodurch die Wasserstoffatome durch gegenseitige Schwerkraft aneinander gebunden wurden.
Jedes einzelne Wasserstoffatom hatte seinen eigenen Impuls. Wenn sich die Atome zu immer größeren Gasklumpen zusammensetzten, setzte die Erhaltung des Impulses über alle Partikel hinweg diese Gasklumpen. Stellen Sie sich zwei sich drehende Fallschirmspringer vor, die in der Luft miteinander kollidieren. Nach ihrer Kollision haben sie eine neue Rotationsgeschwindigkeit und -richtung, basierend auf der Hinzufügung ihrer ursprünglichen Richtungen.
Schließlich wurde all dieses Wasserstoffgas zu einer massiven rotierenden Gaskugel gesammelt, die unter ihrer eigenen Schwerkraft weiter zusammenbrach. Als es zusammenbrach, begann es sich schneller und schneller zu drehen, genau wie eine Eiskunstläuferin, die an ihren Armen zieht, ihre Rotationsgeschwindigkeit erhöht.
Die sich drehende Gas- und Staubwolke flachte aufgrund der Rotationskraft ab, wobei die Sonne im Mittelpunkt stand und dann eine pfannkuchenförmige Materialscheibe sie umgab. Die Planeten bildeten sich aus dieser Materialscheibe und sammelten Staubpartikel zu immer größeren Gesteinen, bis sich Objekte in Planetengröße zusammen angesammelt hatten.
Die Planeten sind in perfekter Balance
Die Planeten umkreisen die Sonne, weil sie von der Entstehung des Sonnensystems übrig geblieben sind. Ihre aktuelle Bewegung hängt von der Anziehungskraft der Sonne im Zentrum des Sonnensystems ab. Tatsächlich sind sie in perfekter Balance.
Auf die Planeten wirken zwei entgegengesetzte Kräfte: die Schwerkraft zieht sie nach innen und die Trägheit ihrer Umlaufbahn treibt sie nach außen. Wenn die Schwerkraft dominieren würde, würden sich die Planeten nach innen drehen. Wenn ihre Trägheit dominieren würde, würden sich die Planeten nach außen in den Weltraum drehen.
Die Planeten versuchen in den Weltraum zu fliegen, aber die Schwerkraft der Sonne zieht sie in eine gekrümmte Umlaufbahn.
Weiter forschen:
Cornell Astronomie
Das Universum von Aristoteles und Ptolemäus
Kopernisches Modell: Ein sonnenzentriertes Sonnensystem
Der Solarnebel
Über die Revolution der Himmelskörper
Die kopernikanische Revolution
