I corpi tendono a muoversi secondo le forze che subiscono, secondo il secondo principio della dinamica (la cosiddetta Legge di Newton)
F=ma
non fanno eccezione quelli nello spazio.
L’orbita cosiddetta gravitazionale dipende dal fatto che, essendo il corpo dotato già di movimento, la forza gravitazionale che agisce ne modifica la velocità (vettorialmente, e quindi sia la traiettoria che la velocità con cui esso la percorre), facendogli percorrere una traiettoria approssimativamente chiusa attorno a un corpo massiccio.
Altrimenti il corpo, che in base alla domanda possiamo ritenere inizialmente in quiete (ma dobbiamo specificare in quale sistema di riferimento, cioé rispetto a cosa), comincerà a muoversi a seconda delle forze che subisce.
Nello spazio queste forze sono essenzialmente di tipo gravitazionale, in maniera molto minore legate alla pressione di radiazione, oppure, in caso di moto attraverso un mezzo in qualche modo denso (ad esempio nell’atmosfera) l’attrito.
A priori non si può dire se un corpo lasciato fermo in un punto qualsiasi dello spazio si muova verso l’alto o verso il basso (in realtà questo modo di porre il problema è intrinsecamente confuso, la domanda è verso l’alto o verso il basso rispetto a cosa?).
Basti pensare al sistema Terra-Luna, un corpo lasciato fermo vicino alla Terra, cadrà su di essa, analogamente un corpo lasciato vicino alla Luna (“quanto” vicino dipende dalle dimensioni dei corpi in gioco).
Se invece lo lasciamo in uno dei punti lagrangiani, il corpo non cadrà verso nessuno dei due corpi.
Un corpo in moto soggetto alle sole forze gravitazionali, si dice comunque in caduta libera, anche se non cade nel senso che intendiamo solitamente, schiantandosi al suolo, ovvero sono in caduta libera sia una astronave a motori spenti nello spazio profondo, sia un vaso che venga urtato sul balcone del 4° piano.
Dunque in prima approssimazione il comportamento di un corpo nello spazio dipende solo dai campi gravitazionali dei corpi attorno a lui. La traiettoria che percorre dipende dal punto iniziale del suo moto e dalla sua velocità iniziale (al solito, fissando prima rispetto a cosa le misuriamo), tenendo conto delle forze che lo interessano.
In definitiva, un satellite posto in uno dei punti lagrangiani del sistema Terra-Sole, rimane fermo rispetto ai due corpi, senza andare “né in alto né in basso”. Mentre in ogni altro punto, sentirà maggiormente l’influenza di uno dei due corpi, se più vicino al Sole del punto lagrangiano L1, rispetto a questo andrà verso il basso e rispetto alla Terra verso l’alto. Comunque occorrerà vedere caso per caso il comportamento.
Per la seconda parte della domanda, le stelle sono dotate di un moto proprio, pertanto cambiano la loro posizione nel cielo.
Questo moto può essere descritto tenendo conto di un eventuale avvicinamento o allontanamento (moto radiale, la cui velocità può essere misurata tramite l’effetto Doppler) e di un moto lungo la volta celeste (tangenziale, che è quello teoricamente più evidente).
Questo moto proprio, in particolare quello tangenziale, fa si che le constellazioni si modifichino (quindi anche l’Orsa Minore, contenente la Stella Polare) ma molto lentamente (la misura della velocità sulla sfera celeste è il secondo d’arco/anno). La stella con moto proprio tangenziale più veloce è la stella di Barnard con una velocità di circa 10 secondi d’arco per anno, ovvero in circa 180 anni percorre il diametro apparente della luna.
Tutte le altre sono più lente, e lo sono tanto più sono lontane, per cui le alterazioni saranno minime, se si tiene conto che le costellazioni sono sostanzialmente le stesse dall’inizio delle civiltà più antiche sulla terra fino ad oggi.
Accanto a questo moto, inoltre, ci sono altri moti, cosiddetti impropri delle stelle che non sono legati alla rotazione della terra attorno al suo asse, nè alla sua rivoluzione attorno al sole, ma principalmente ai moti millenari e sicuramente più evidenti.
Quando una stella si spegne non “finisce” da nessuna parte, dal punto di vista spaziale, invece ha una fase finale della sua evoluzione che dipende dalla sua massa iniziale (e da eventuali perdite di massa durante la sua vita).
Per masse crescenti una stella, una volta che si sia “accesa” può, al crescere della sua massa andare incontro, alla fine della sua vita a:
- spegnersi lentamente esaurendo l’idrogeno centrale che la compone, divenendo una nana bianca di He
- spegnersi lasciando una nana bianca di Carbomio e Ossigeno
- terminare in maniera esplosiva la sua vita, lasiando come residuo una stella di neutroni o un buco nero.
in maniera del tutto indipendente dal suo eventuale moto rispetto al nostro punto di osservazione, divenendo comunque quasi invisibile (sicuramente non a occhio nudo e nello spettro visibile della luce).