Staří věřili, že planety a jiná nebeská tělesa dodržují odlišnou sadu zákonů od běžných fyzických objektů na Zemi. Do 17. století si však astronomové uvědomili, že samotná Země je planeta a že - spíše než být pevným středem vesmíru - točí se kolem Slunce jako každý jiný planeta. Vyzbrojen tímto novým porozuměním vyvinul Newton vysvětlení planetárního pohybu pomocí stejných fyzikálních zákonů, které platí na Zemi.
Sir Isaac Newton
Newton se narodil v Lincolnshire v Anglii v roce 1642. Ve věku 27 let byl jmenován profesorem matematiky na univerzitě v Cambridge. Jeho zvláštním zájmem byla aplikace matematických metod na fyzikální vědy. Planetární pohyb byl jedním z nejvíce diskutovaných témat té doby a Newton věnoval velkou část svého úsilí vývoji matematické teorie. Výsledkem byl jeho zákon univerzální gravitace, který byl poprvé publikován v roce 1687.
Pohyb planet
V Newtonově době bylo vše, co bylo známo o planetárním pohybu, stručně shrnuto do tří zákonů připisovaných Johannesovi Keplerovi. První zákon stanoví, že planety se pohybují kolem Slunce na eliptických drahách. Druhý zákon stanoví, že planeta zametá stejné oblasti ve stejnou dobu. Podle třetího zákona je čtverec oběžné doby úměrný krychli vzdálenosti od slunce. Jedná se však o čistě empirické zákony. Popisují, co se děje, aniž by vysvětlili, proč se to děje.
Newtonův přístup
Newton byl přesvědčen, že planety musí dodržovat stejné fyzikální zákony, jaké jsou pozorovány na Zemi. To znamenalo, že na ně musí působit neviditelná síla. Z experimentu věděl, že při absenci aplikované síly bude pohybující se tělo navždy pokračovat v přímce. Planety se naproti tomu pohybovaly po eliptických drahách. Newton si položil otázku, jaký druh síly by je k tomu přiměl. Geniálním tahem si uvědomil, že odpovědí byla gravitace - stejná síla, která způsobí, že jablko spadne na zem na Zemi.
Univerzální gravitace
Newton vyvinul matematickou formulaci gravitace, která vysvětlovala jak pohyb padajícího jablka, tak pohyb planet. Ukázal, že gravitační síla mezi libovolnými dvěma objekty je úměrná součinu jejich hmot a nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti mezi nimi. Když byla tato teorie aplikována na pohyb planety kolem Slunce, vysvětlila všechny tři Keplerovy empiricky odvozené zákony.