اگر گرانش خورشید بسیار قوی است، چرا سیاره‌ها از آن دور می‌شوند؟
درک حرکت سیاره‌ها در منظومه‌ی شمسی حتی پیش از درنظرگرفتن ماده تاریک و تاثیر آن بر حفظ کهکشان‌ها در کنار هم، می‌تواند بسیار دشوار باشد. یکی از پرسش‌های رایج درباره مدار سیاره‌ها این است که چرا با وجود آنکه کشش گرانشی خورشید عامل حفظ منظومه شمسی است، سیاره‌ها از خورشید دور می‌شوند.
برای مثال، زمین با سرعت آهسته‌ی ۱٫۵ سانتی‌متر در سال از خورشید دور می‌شود. این مقدار اصلا چشمگیر نیست؛ اما با توجه به آنکه افراد اغلب گرانش را به‌عنوان خمیدگی فضازمان به سمت داخل می‌دانند و مکانیک خورشید را نادیده می‌گیرند، به‌طرز قابل درک می‌تواند باعث سردرگمی آن‌ها شود.
در درجه‌ی اول زمین و دیگر سیاره‌ها به واسطه انرژی تاریک دور نمی‌شوند. انبساط جهان تنها بر مناطقی از کیهان تأثیر می‌گذارد که توسط نیروهای دیگر به یکدیگر متصل نیستند؛ بنابراین این انبساط بر فاصله‌ی بین اجرام منظومه شمسی مثل زمین و خورشید بی‌اثر است، زیرا این اجرام از طریق نیروی گرانش به یکدیگر متصل هستند. در عین حال، اجرامی که از نظر گرانشی به یکدیگر متصل نیستند مثل دو کهکشان که از فاصله دور از یکدیگر قرار دارند، با انبساط فضا از یکدیگر دور می‌شوند.
- اگر جهان درحال انبساط است، آیا ما نیز منبسط می‌شویم؟12 تیر 03مطالعه '2
- اسرار فضا: آیا خورشید در منظومه شمسی حرکت می‌کند؟21 بهمن 02مطالعه '4
دلیل سقوط‌نکردن سیاره‌ها روی خورشید در درجه‌ی اول حرکت جانبی آن‌ها است. به نقل از ناسا، سیاره‌ی ما با سرعت بالای ۱۰۷٬۸۲۶ کیلومتر بر ساعت و تقریبا به‌طور کامل از پهلو نسبت به خورشید، در حال حرکت است. تنها راه سقوط زمین روی خورشید توقف این حرکت جانبی است که میلیاردها سال پیش در حین شکل‌گیری سیاره‌ها در دیسک پیش‌سیاره‌ای آغاز شد. ویدئوی زیر، فرآیند شکل‌گیری سیاره‌ها در دیسک پیش‌سیاره‌ای را نشان می‌دهد.
پخش از رسانه
بنابراین علت دور شدن سیاره‌ها از خورشید می‌تواند افزایش سرعت آن‌ها باشد؟ خیر. درواقع عامل دورشدن سیاره‌ها این است که خورشید با سرعتی بسیار آهسته درحال تبدیل جرم در فرآیند همجوشی هسته‌ای به انرژی و ازدست‌دادن جرم از طریق باد خورشیدی است.
ستاره‌شناس‌های دانشکده علوم سیاره‌ای و جوی زمین در مؤسسه فناوری ماساچوست (ام‌آی‌تی) در ۱۹امین نشست مجمع علوم زمین اروپا گفتند:
وقتی خورشید هیدروژن را از طریق همجوشی هسته‌ای به هلیوم تبدیل می‌کند، جرم آن کاهش می‌یابد و از طریق تابش‌های ذرات و الکترومغناطیسی انرژی آزاد می‌کند. تلفات پیوسته و پایدار جرم خورشید باعث کاهش جاذبه‌ی گرانشی و گسترش مدار سیاره‌ها می‌شود. تخمین‌ها از شار الکترومغناطیسی و ذرات خورشیدی نشان می‌دهد که خورشید در هر سال به اندازه‌ی ۱۰ به توان منفی ۱۳ (یک تریلیونیم ) جرم خود را در سال از دست می‌دهد که این مقدار منطبق با افزایش شعاع مدار زمین به میزان ۱٫۵ سانتی‌متر در سال است.
احتمالا شنیده‌اید که خورشید در نهایت زمین را خواهد بلعید. با اینکه این فرضیه با توجه به دورشدن سیاره‌ها از خورشید عجیب به نظر می‌رسد، دلیل اصلی آن به چگونگی تکامل خورشید در مراحل پایانی عمر آن بازمی‌گردد. ناسا در این‌باره توضیح می‌دهد:
وقتی سوخت هیدروژنی یک ستاره رشته اصلی با یک‌هشتم جرم خورشید به پایان برسد، شروع به فروپاشی می‌کند زیرا انرژی تولید‌شده در این همجوشی تنها نیرویی است که با تمایل گرانش به نگه‌داشتن ماده مقابله می‌کند؛ اما فشرده‌سازی هسته باعث افزایش دما و فشار می‌شود به گونه‌ای که هلیوم در فرآیند همجوشی به کربن تبدیل می‌شود و این فرآیند نیز انرژی آزاد می‌کند. در این مرحله، همجوشی هیدروژنی در لایه‌های بیرونی ستاره شروع و باعث انبساط این لایه‌ها می‌شود. نتیجه شکل‌گیری ستاره‌ی غول سرخ است.
در طول مرحله‌ی غول سرخ، لایه‌های بیرونی خورشید به قدری منبسط می‌شوند که سیاره‌های عطارد، زهره و احتمالا زمین را می‌بلعند؛ اما خوشبختانه این اتفاق پنج میلیارد سال دیگر رخ خواهد داد.