В 17-м веке немецкий астроном Иоганн Кеплер опубликовал свои 3 закона движения планет. Которые сделали революцию в астрономии. Пытаясь подтвердить геоцентрическую систему мира, в которой планеты движутся вокруг Земли по идеальным круговым орбитам, он пришёл к совершенно противоположным выводам. Его наблюдения и расчёты показали, что верна, как раз-таки, гелиоцентрическая система мира, а планеты двигаясь вокруг Солнца, описывают элипсы*.
Двигаясь по элиптической орбите, планета, в том числе наша Земля, постоянно меняет своё расстояние до Солнца, точнее до центра тяжести Солнечной системы. То отдаляясь на максимальное расстояние от него и замедляя ход, то приближаясь и ускоряясь. Точка наибольшего отдаления - афелий для Земли 152,1 млн км, точка наибольшего приближения - перигелий, 147,09 млн км. Как видим, разница в полуосях орбиты достигает 5 млн. км. Для простоты же, принимается усреднённое расстояние от Солнца - 149,6 миллионов километров.
Когда в северном полушарии наступает зима, наша планета находится в перигелии (на данный момент уже прошла перигелий и удаляется), а летом в афелии. Зимой кажущееся движение Солнца по небесной сфере самое быстрое, что свидетельствует о большей скорости движения самой Земли.
Степень "вытянутости" орбиты выражается эксцентриситетом: отношение межфокусного расстояния к большому диаметру орбиты. Для Земли эксцентриситет небольшой 0,0167. Чем больше эта величина, тем не равномернее движется по орбите планета.
*Форма элипса - сечение конической поверхности под некоторым углом к основанию. При параллельном сечении получается круг. При больших наклонах секущей плоскости получается разомкнутые траектории: парабола и гипербола. На этих траекториях движущееся тело обладает избытком кинетической энергии.