W czasach starożytnych astronomowie uważali, że wszystkie obiekty niebieskie - Słońce, Księżyc, planety i gwiazdy - krążą wokół Ziemi w szeregu kryształowych kul. Odkryli, że wszystkie planety, w tym Ziemia, faktycznie krążą wokół Słońca.
Naukowcy odkryli nie tylko prosty fakt, że planety krążą wokół Słońca, ale także odkryli przyczyny tego. Jaki ciąg wydarzeń doprowadził nas do obecnego Układu Słonecznego, z planetami krążącymi wokół Słońca?
Astronomowie myśleli, że Ziemia była centrum Układu Słonecznego
Ponieważ żyjemy na Ziemi i widzimy obiekty przechodzące przez nasz widok nieba, naturalne jest założenie, że Ziemia jest centrum Wszechświata. W rzeczywistości ta perspektywa - znana jako geocentryzm - była domyślna dla wszystkich starożytnych cywilizacji. Słońce, Księżyc, planety i gwiazdy poruszały się wokół Ziemi każdego dnia. A ponieważ sama Ziemia nie wydawała się poruszać, astronomowie tacy jak Ptolemeusz zakładali, że Ziemia jest centrum Wszechświata. W rzeczywistości posunęli się nawet do stworzenia bardzo szczegółowych modeli do przewidywania ruchów obiektów z dużą dokładnością, wykorzystując ten całkowicie niedokładny model Układu Słonecznego. Prognozy wykonane przez Ptolemeusza były wykorzystywane do prognozowania astrologicznego przez ponad 1500 lat, aż do pojawienia się znacznie lepszego modelu.
W rzeczywistości Słońce jest centrum Układu Słonecznego
Nowy, dokładniejszy model Układu Słonecznego pojawił się dopiero w XVI wieku, kiedy polski astronom Mikołaj Kopernik opublikował swoją książkę zmieniającą wszechświat: O obrotach ciał niebieskich. Kopernik dokładnie zreorganizował Układ Słoneczny, umieszczając Słońce w centrum w pozycji model heliocentryczny. A Ziemia zajęła właściwe miejsce, jako kolejna planeta krążąca wokół Słońca - jedna z 6 znanych wówczas astronomom.
Model Kopernika pomógł odpowiedzieć na dwa pytania, które niepokoiły astronomów przez stulecia: dlaczego planety rozjaśniają się i ściemniają w ciągu kilku miesięcy (ponieważ zbliżają się i oddalają) oraz dlaczego planety wydają się odwracać i poruszać w ruchu wstecznym kierunek. Łatwo wyjaśnione ze względu na zmieniające się pozycje Ziemi, planet i gwiazd tła.
Ale dlaczego krążą wokół Słońca? 
Gdy tylko mogli dokładnie opisać naturę ruchu planet w Układzie Słonecznym, pozostawiono im bardziej fundamentalne pytanie: Dlaczego planety krążą wokół Słońca? Jaka sekwencja wydarzeń doprowadziła do obecnych ruchów planet wokół Słońca?
Aby to wyjaśnić, musimy spojrzeć wstecz 4,6 miliarda lat temu, zanim jeszcze powstał Układ Słoneczny. Zamiast tego na naszym miejscu pozostała olbrzymia chmura wodoru z Wielkiego Wybuchu. Pewne zdarzenie, takie jak pobliska eksplozja supernowej, spowodowało grawitacyjne zapadnięcie się chmury, powodując, że atomy wodoru łączą się ze sobą poprzez wzajemną grawitację.
Każdy pojedynczy atom wodoru miał swój własny pęd, a więc kiedy atomy gromadzą się razem w coraz większe skupiska gazu, zachowanie pędu we wszystkich cząsteczkach powoduje, że skupiska gazu się obracają. Wyobraź sobie dwa wirujące skoczki zderzające się ze sobą w powietrzu; po zderzeniu będą mieli nową prędkość i kierunek obrotu w oparciu o dodanie oryginalnych kierunków.
W końcu cały ten gazowy wodór zebrano razem w olbrzymią wirującą kulę gazu, która nadal zapadała się pod własnym ciężarem. Gdy się zapadło, zaczęło wirować coraz szybciej, tak jak łyżwiarka figurowa ciągnąca za ramiona zwiększa jej prędkość obrotową.
Wirująca chmura gazu i pyłu spłaszczyła się pod wpływem siły rotacyjnej, ze Słońcem w centrum, a następnie otaczającym go dyskiem w kształcie naleśnika. Planety uformowały się z tego dysku materiału, zbierając razem cząsteczki pyłu w coraz większe skały, aż obiekty o rozmiarach planet się zgromadzą.
Planety są w doskonałej równowadze
Planety krążą wokół Słońca, ponieważ pozostały po powstaniu Układu Słonecznego. Ich aktualny ruch zależy od przyciągania grawitacyjnego Słońca w centrum Układu Słonecznego. W rzeczywistości są w doskonałej równowadze.
Na planety działają dwie przeciwstawne siły: przyciąganie grawitacyjne do wewnątrz i bezwładność ich orbity wypychającej je na zewnątrz. Gdyby dominowała grawitacja, planety krążyłyby do wewnątrz. Gdyby ich bezwładność była dominująca, planety krążyłyby na zewnątrz w kosmos.
Planety próbują latać w kosmos, ale grawitacja Słońca ciągnie je na zakrzywioną orbitę.
Dalsze badania:
Cornell Astronomy
Wszechświat Arystotelesa i Ptolemeusza
Model kopernikowy: Układ słoneczny skupiony na Słońcu
Mgławica Słoneczna
O rewolucji ciał niebieskich
Rewolucja Kopernikańska
