Краткий ответ: верный вариант — «Из-за всемирного тяготения».
Как рассуждать
- Всемирное тяготение — свойство всех тел с массой притягиваться друг к другу. Земля притягивает Луну, Луна — Землю, Солнце — Землю (и наоборот).
- Почему же они не падают друг на друга? Потому что одновременно движутся по орбите — с большой «боковой» скоростью. Притяжение непрерывно искривляет их путь, и вместо падения получается движение по кругу/эллипсу. Роль центростремительной силы играет гравитация: \[ F = G\frac{Mm}{r^2} \]
- Почему не улетают? Для «убегания» нужна скорость больше второй космической. Например, у Луны скорость около 1 км/с, а чтобы улететь от Земли с её орбиты, нужно примерно 1,4 км/с. Земля летит вокруг Солнца со скоростью ≈ 30 км/с, а «убежать» от Солнца с расстояния 1 а.е. можно при ≈ 42 км/с. Скорости меньше — тела остаются на орбитах.
Почему не «сила тяжести»? Сила тяжести — это частный случай: притяжение тела к планете вблизи её поверхности (\(mg\)). А притяжение Луны к Земле и Земли к Солнцу описывает именно закон всемирного тяготения. Вариант «некуда улетать» тоже неверен: космос открыт во все стороны.
Проверка: «выключим» мысленно тяготение — Луна и Земля улетят по касательным к орбитам; уменьшим скорость — начнут сближаться. Значит, причина устойчивости орбит — гравитационное притяжение, то есть всемирное тяготение.