Como é que existem planetas acima e abaixo da Terra?
Respostas
Não tenho certeza se essa pergunta é séria ou não, acho que não custa responder.
A folha e os pesos não são um modelo em escala do Universo, eles deveriam ser representações bidimensionais da deformação que grandes massas induzem no Espaço-Tempo tridimensional.
Para entendê-lo melhor, você deve ter se colocado na demonstração. Imagine-se como uma criatura que vive no lençol, mas entenda que o lençol e você são realmente bidimensionais, você tem comprimento e largura, mas não tem profundidade , você nem consegue perceber a profundidade e não tem noção disso . Chamaremos nossa folha-Universo de Flatland, e você é um flatlander. Você se move rolando como uma bola (como na demonstração), mas percebe a si mesmo como um círculo e se move em uma linha perfeitamente reta por Flatland.
Você está seguindo em frente, feliz cuidando da sua vida, quando ao longe vê uma grande forma, mas percebe que não vai esbarrar nela, então decide não se preocupar. Mas então algo estranho acontece com você! Você não consegue entender por que, mas a linha que você está seguindo está se curvando em direção à grande forma. Você olha ao seu redor para ver se algo está empurrando ou puxando você para a forma, mas não há nada lá. Logo você percebe que está se movendo em círculo ao redor da forma e lentamente se aproximando dela. Eventualmente, você entra em contato com a forma e ainda sente que está sendo puxado para ela.
É claro que o verdadeiro você, assistindo à demonstração, pode ver que a folha está sendo deformada pelo peso e não é mais bidimensional perto do peso. Mas o flatlander You, que não consegue ver a profundidade, não consegue ver a deformação em torno da grande forma, mas apenas vê uma área normal de Flatland com uma grande forma nela.
A demonstração é uma representação em duas dimensões do que a massa faz ao Espaço-Tempo quando percebida por nossos sentidos tridimensionais. Quando estamos perto de uma grande massa (como a Terra) nos sentimos puxados para ela, embora não possamos perceber a curvatura do Espaço-Tempo que está causando a atração que sentimos, que chamamos de gravidade.
Entenda que tanto a demonstração quanto sua extrapolação da curvatura do Espaço-Tempo são simplificações excessivas, mas são projetadas para fornecer a você o conceito básico do que é a gravidade.
Resposta à edição recente: a demonstração é uma simplificação. Mostra como um corpo maciço pode curvar o caminho de outros corpos. O espaço-tempo não é tecido, muito menos uma única folha de tecido em uma orientação. Se puder, imagine a demonstração com uma folha invisível – um número infinito de folhas invisíveis em todas as orientações cortando o centro da bola de boliche – então imagine as bolas rolando em direção à bola de boliche de todos os ângulos, orbitando em torno dela em todas as orientações. Isso é mais parecido com o que a massa e a gravidade fazem com o espaço-tempo. Você pode vê-lo observando a órbita terrestre da ISS. Não está em um único plano - seu caminho parece uma elipse porque orbita a 50 e poucos graus. Também enviamos sondas ao redor do sol circumpolarmente. Isso é 90 graus de seu plano eclíptico!
O objetivo da demonstração é mostrar que uma trajetória reta (sendo a reta preferida de acordo com as leis newtonianas do movimento) se curvará na presença de um poço de gravidade suficiente. Ignore a orientação do plano que eles seguem . Ele não pode simular a gravidade com uma pequena bola de boliche quando a Terra está literalmente a um metro de distância. Para vê-lo na realidade, você precisaria encontrar um pequeno corpo em órbita existente para usar e enviar bolinhas de gude ao seu redor na distância e velocidade certas – exatamente o que é feito com as centenas de satélites que colocamos em torno de cada planeta que podemos alcançar.
PS É a física newtoniana, não a relatividade einsteiniana, que nos levou a entender a mecânica orbital sobre a qual você está curioso. Mantenha sua mente curiosa!
Editar: a pergunta foi editada significativamente desde o envio abaixo.
Resposta original: A matéria que cai em um sistema protoestelar vem de todas as três dimensões espaciais. A trajetória contribui para a configuração geral do plano eclíptico do sistema estelar, e os planetas minerais e gasosos tendem a estar dentro do plano da estrela em 10 graus. Outros corpos tendem a aderir à tendência de forma menos estrita. Não é completamente compreendido como a auto-rotação da estrela arrasta a massa de acreção em direção ao plano da eclíptica durante a formação planetária. Pode ter a ver com onda gravitacional, ondas de densidade ou arrastamento de quadros. Somos incapazes de observar o processo completo, e as leis físicas conhecidas não o explicam da mesma forma que explicam outros processos que não podemos observar.
Uma provável lei aplicável é a lei da conservação da energia. A energia cinética em queda é transferida para o planeta durante a acreção, o que causa pequenas mudanças de trajetória. O caminho cumulativo é pelo menos parcialmente determinado pela lei.