Weshalb verlassen die Planeten ihre Umlaufbahn um die Sonne nicht?

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Durch die Zentripetalkraft. Die Gravitation der Sonne, dass heißt die Massenanziehung der Sonne hält die Planeten auf einer Kreisbahn. Die Gravitationskraft kennst du wahrscheinlich. Wenn du einen Apfel von einem Turm wirfst fällt er nach unten, also die Gravitationskraft der Erde zieht ihn zu sich hin. Genauso ist das im Weltall, durch die Massenanziehung der riesigen Sonne werden die Planeten auf einer elliptischen Bahn gehalten. Bei den Planeten auf einer Umlaufbahn wirken physikalisch zwei Kräfte, die Zentripetalkraft zieht den Planeten zur Sonne hin und die Zentrifugalkraft durch die elliptische Bewegung zieht den Planeten nach außen. Die Zentrifugalkraft kennst du wahrscheinlich auch. Wenn du einen Stoffbeutel mit Einkaufswaren um dich herum drehst, merkst du wie er von dir weggezogen wird. Das ist die Zentrifugalkraft.

Die Planeten bewegen sich in einer elliptischen Bahn ständig um die Sonne wenn die Zentrifugalkraft genauso groß ist wie die Zentripetalkraft. Also hält das Gleichgewicht aus Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft die Planeten auf ihrer Bahn um die Sonne.

Wäre die Zentripetalkraft größer als die Zentrifugalkraft würde ein Planet sich in elliptischen Kreisen immer näher zur Sonne bewegen bis er irgendwann in sie hineinstürzt. Wäre die Zentrifugalkraft hingegen stärker als die Zentripetalkraft würde sich der Planet in elliptischen Bahnen von der Sonne entfernen, bis die Gravitation der Sonne ihn nicht mehr hält. Daraufhin würde er die Umlaufbahn um die Sonne verlassen und sich geradlinig und gleichförmig bewegen.

Das Ganze kannst du wieder mit dem Stoffbeutel dir verdeutlichen. Wenn du dich drehst und dabei einen Stoffbeutel mit Einkaufssachen um dich wirbelst stellst du die Sonne dar und der Stoffbeutel ist der Planet. Der Stoffbeutel zerrt an dir nach außen bei der Drehung, das ist die Zentrifugalkraft, du hältst den Stoffbeutel jedoch die ganze Zeit auf seiner Bahn um dich und übst somit auch eine Kraft aus, das ist die Zentripetalkraft. Ziehst du stärker und ist die Zentripetalkraft stärker als die Zentrifugalkraft bewegt sich der Stoffbeutel auf dich zu. Wenn du jedoch weniger Kraft auf den Beutel ausübst und die Zentrifugalkraft ist stärker als die Zentripetalkraft, dann bewegt sich der Stoffbeutel von dir weg. Wenn du ganz los lässt verlässt der Stoffbeutel in einer Tangentiale die Kreisbahn um dich.

Schaubilder zur Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft findest du unter den Begriffen bei Wikipedia.

Die Umlaufbahn der Planeten um die Sonne hat also physikalisch gesehen mit den Eigenschaften von Masse zu tun. Masse ist physikalisch das Vermögen sich in einem luftleeren Raum ungestört von der Anziehung durch andere Massen sich gleichförmig und geradlinig zu bewegen. Und Massen können sich anziehen. Wenn also ein Planet geradlinig an einer Sonne vorbeifliegt, kann ihre Anziehungkraft ihn auf eine Kreisbahn "einfangen".

Genau genommen verlässt ein Planet seine (bisherige) "Umlaufbahn" ständig, jede Sekunde, indem er ihr ein weiteres Wegstück anfügt. Würde allerdings ein einziger Planet die Sonne umrunden (ohne andere Einflüsse als nur gerade die gegenseitige Gravitationswirkung von Sonne und Planet), dann würde der Planet nach den Newtonschen (oder auch schon nach den Keplerschen) Gesetzen die Sonne auf einer ewig gleich bleibenden elliptischen Umlaufbahn periodisch umlaufen.

Google mal " Gravitation " bzw. die Sonne hat eine bestimmte Anziehugskraft auf die Planeten.

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