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地球は、北半球の上空から見て反時計回りに、平均距離1億4960万km (9296万マイル)、または 8.317光分で太陽の周りを公転しています。[ 1 ] 1 1 周回には365.256日 (1恒星年) かかり、その間に地球は9億4000万km (5億8400万マイル)移動します。[ 2 ]他の太陽系天体の影響を無視すると、地球の軌道(地球の公転とも呼ばれる) は、地球と太陽の重心を焦点の1 つとする楕円で、現在の離心率は 0.0167 です。この値はゼロに近いので、軌道の中心は (軌道の大きさに比べて) 太陽の中心に比較的近い位置にあります。[ nb 1 ]
地球から見ると、地球の順行軌道運動により、太陽は他の恒星に対して太陽日あたり約 1°東向きに移動しているように見える（または 12 時間ごとに太陽または月の直径分移動する）。[ nb 2 ]地球の軌道速度は平均29.78 km/s (18.50 mi/s; 107,208.00 km/h; 66,615.96 mph)で、これは 7 分で地球の直径を一周し、 4 時間で月までの距離を移動できるほど速い。[ 3 ]地球が太陽軌道上で任意の瞬間に向いている方向は、「地球の軌道の頂点」として知られている。[ 4 ] [ 5 ]
太陽または地球の北極上空から見ると、地球は太陽の周りを反時計回りに公転しているように見える。同じ視点から見ると、地球と太陽の両方が反時計回りに自転しているように見える。
地動説は、太陽を太陽系の中心に置き、地球を含む惑星をその軌道上に置くという科学モデルです。歴史的に、地動説は地球を中心とする天動説と対立しています。紀元前3世紀には、サモスのアリスタルコスがすでに地動説モデルを提唱していました。16世紀には、ニコラウス・コペルニクスの『天球回転論』で、2世紀にプトレマイオスが天動説モデルを提唱したのとほぼ同じように、宇宙の地動説モデルについて詳細に論じました[ 6 ]。この「コペルニクス革命」は、惑星の逆行運動は知覚され見かけ上のものに過ぎないと主張することで、その問題を解決しました。歴史家のジェリー・ブロットンによれば、「コペルニクスの画期的な著書は1世紀以上前に出版されていたにもかかわらず、彼の革新的な地動説を世界地図に取り入れた最初の地図製作者は、オランダの地図製作者ヨアン・ブラウでした」。 [ 7 ]
地球の自転軸の傾き（黄道傾斜角とも呼ばれる）のため、太陽の軌道の傾き（地球表面の観測者から見た場合）は年間を通して変化します。北緯の観測者にとって、北極が太陽の方に傾いているときは、昼が長くなり、太陽は空高く昇ります。その結果、より多くの太陽放射が地表に到達するため、平均気温が高くなります。北極が太陽から遠ざかる方向に傾いているときは、その逆で、一般的に気温は低くなります。北極圏の北と南極圏の南では、年間の一部期間に全く日が差さず、反対の時期には昼が続くという極端な状況になります。これはそれぞれ極夜と白夜と呼ばれます。このような天候の変化（地球の自転軸の傾きの方向による）が四季をもたらします。[ 8 ]
天文学的な慣例によれば、四季は至点（地球の自転軸が太陽に向かって、または太陽から遠ざかる方向に最も傾く地球の軌道上の2点）と分点（地球の自転軸の傾きと地球から太陽に引いた仮想線が互いに完全に垂直になる地球の軌道上の2点）によって定められます。至点と分点は、1年をほぼ等しい4つの部分に分けます。北半球では、冬至は12月21日頃、夏至は6月21日頃、春分は3月20日頃、秋分は9月23日頃です。[ 9 ]地球の地軸の傾きの影響は南半球では北半球とは逆であり、そのため南半球の夏至と春分と秋分は北半球のそれとは逆になります（例えば、北半球の夏至は南半球の冬至と同じ時期です）。
現代では、地球の近日点は1月3日頃、遠日点は7月4日頃に起こります。つまり、地球は1月に太陽に最も近づき、7月には最も遠ざかります。これは、地球が太陽に最も近いときに寒く、最も遠いときに暖かい北半球に住む人々にとっては直感に反するように思えるかもしれません。地球と太陽の距離の変化により、近日点では遠日点に比べて地球に到達する太陽エネルギーの総量が約7%増加します。[ 10 ]地球が太陽に最も近づくのとほぼ同じタイミングで南半球が太陽の方に傾くため、南半球は1年間で北半球よりもわずかに多くの太陽エネルギーを受け取ります。しかし、この効果は地軸の傾きによる総エネルギーの変化よりもはるかに小さく、余剰エネルギーのほとんどは南半球のより広い面積の水によって吸収されます。[ 11 ]
地球のヒル球（重力圏）の半径は約 1,500,000キロメートル(0.01 AU ) で、月までの平均距離の約 4 倍です。[ 12 ] [ nb3 ]これは、地球の重力の影響が、より遠い太陽や惑星よりも強くなる最大距離です。地球を周回する物体はこの半径内にいなければならず、そうでなければ、太陽の重力摂動によって束縛されなくなる可能性があります。
次の図は、地球の楕円軌道の至点、春分、秋分、近点の位置とそれらの関係を示しています。 6 つの地球の画像は、軌道楕円に沿った位置を示しており、順に、1 月 2 日から 5 日のいずれかの近日点 (太陽に最も近い点)、3 月 19 日、20 日、または 21 日の春分点、6 月 20 日、21 日、または 22 日の夏至点、7 月 3 日から 5 日のいずれかの遠日点 (太陽から最も遠い点)、9 月 22 日、23 日、または 24 日の秋分点、12 月 21 日、22 日、または 23 日の冬至です。[ 9 ]
数学者や天文学者（ラプラス、ラグランジュ、ガウス、ポアンカレ、コルモゴロフ、ウラジーミル・アーノルド、ユルゲン・モーザーなど）は惑星運動の安定性の証拠を探し求め、この探求は多くの数学的発展と太陽系の安定性に関するいくつかの連続した「証明」につながった。[ 16 ]ほとんどの予測では、地球の軌道は長期間にわたって比較的安定している。[ 17 ]
1989年、ジャック・ラスカーの研究は、地球の軌道（およびすべての内惑星の軌道）が混沌としたものになる可能性があり、今日の地球の初期位置の測定に15メートルという小さな誤差があると、1億年後に地球が軌道上のどこにあるかを予測することが不可能になることを示しました。[ 18 ]太陽系のモデリングは、n体問題で扱われる主題です。
