¿Cuántas y cuáles son las leyes que describen las órbitas planetarias?

¿Te has preguntado alguna vez cómo se mueven los planetas alrededor del Sol? Existe unas leyes que explican esto. Se llaman las leyes de Kepler. Johannes Kepler las descubrió hace mucho tiempo, allá por el siglo XVII. Son tres leyes en total.  Cada una de ellas nos cuenta algo diferente, sobre cómo se comportan los planetas en el espacio. 

La primera ley de Kepler, habla de la forma de las órbitas. Dice que los planetas no giran en círculos perfectos alrededor del Sol, sino en elipses. Una elipse, es como un círculo aplastado. El Sol está en uno de los focos de la elipse. Esto explica, por qué a veces los planetas están más cerca del Sol y otras veces más lejos.

Órbitas elípticas y velocidad variable

La segunda ley, tiene que ver con la velocidad de los planetas. Kepler se dio cuenta de que los planetas no se mueven siempre a la misma velocidad. Van más rápido cuando están cerca del Sol, y más despacio cuando están lejos. Esta ley dice que una línea imaginaria que une el planeta con el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales. 

Suena complicado, pero en realidad significa que el planeta se mueve más rápido en las partes de su órbita que están más cerca del Sol. ¿Sabes qué es curioso? Esta ley explica, por qué las estaciones duran lo mismo cada año. Aunque la Tierra no esté siempre a la misma distancia del Sol. 

Cuando estamos más cerca, vamos más rápido, y cuando estamos más lejos, vamos más despacio. Al final, el tiempo total que tardamos en dar una vuelta completa es siempre el mismo.

La relación entre el período orbital y la distancia al Sol 

La tercera ley de Kepler, es un poco más complicada. Habla de la relación entre el tiempo que tarda un planeta en dar una vuelta alrededor del Sol (su período orbital), y su distancia al Sol. En concreto, dice que el cuadrado del período orbital es proporcional al cubo de la distancia media al Sol. 

Esta ley nos permite comparar los planetas entre sí. Por ejemplo, sabemos que los planetas que están más lejos del Sol, tardan mucho más en completar una órbita que los que están más cerca. Mercurio, que es el planeta más cercano al Sol, tarda solo 88 días en dar una vuelta completa. En cambio, Neptuno, que está muchísimo más lejos, tarda nada menos que 165 años en completar una órbita.

La importancia de las leyes de Kepler en la astronomía 

Para la astronomía, las leyes de Kepler fueron sin duda un gran avance. Antes de ellas, la gente pensaba que los planetas se movían en círculos perfectos alrededor de la Tierra. Kepler demostró que esto no era cierto. Sus leyes ayudaron a entender mejor, el funcionamiento de nuestro sistema solar. 

Estas leyes, no solo sirven para los planetas que conocemos. También se usan para estudiar otros cuerpos celestes. Como por ejemplo los cometas o los satélites artificiales. Incluso ayudan a los científicos a buscar planetas, alrededor de otras estrellas. Cuando encuentran un planeta nuevo, usan las leyes de Kepler para calcular su órbita y su masa.

Física detrás de las leyes de Kepler 

Probablemente también te hayas preguntado, por qué los planetas siguen estas leyes. La respuesta está en la gravedad. El famoso científico Isaac Newton, consiguió demostrar que las leyes de Kepler son una consecuencia de la fuerza de gravedad. La gravedad, es la fuerza que hace que los objetos se atraigan entre sí. El Sol, al ser tan grande, atrae a los planetas con mucha mas fuerza. 

La gravedad explica por qué los planetas más cercanos al Sol, se mueven más rápido. Cuanto más cerca están, más fuerte es la atracción gravitatoria. También explica, por qué las órbitas son elípticas y no circulares. Es como si los planetas estuvieran cayendo constantemente hacia el Sol, pero moviéndose lo suficientemente rápido, como para no chocar con él.

Las leyes de Kepler en la exploración espacial 

Pero las leyes de Kepler, no son solo teoría. También se usan mucho en la práctica. Sobre todo, en la exploración espacial. Cuando mandamos una sonda a otro planeta, los ingenieros usan estas leyes para calcular la trayectoria que debe seguir. También las utilizan, para poner satélites en órbita alrededor de la Tierra. 

Gracias a estas leyes podemos predecir con mucha exactitud, dónde estará cada planeta en un momento dado. Esto es muy útil, para planear misiones espaciales. Por ejemplo, cuando se envió la sonda New Horizons a Plutón, se usaron las leyes de Kepler. Se hizo para calcular el momento exacto, en que la sonda se encontraría con el planeta enano. Estas serían las leyes que describen las órbitas planetarias.