Je massereicher ein Planet oder Stern ist, desto stärker ist die Gravitationskraft, die er ausübt. Es ist diese Kraft, die es einem Planeten oder Stern ermöglicht, andere Objekte in ihrer Umlaufbahn zu halten. Dies wird im universellen Gravitationsgesetz von Isaac Newton zusammengefasst, einer Gleichung zur Berechnung der Schwerkraft.
Universelles Gravitationsgesetz
Das universelle Gravitationsgesetz von Newton ist eine Formel zum Verständnis der Beziehung der Gravitation zwischen zwei Objekten. Die Gleichung lautet "F = G(M1)(M2)/R", wobei "F" die Schwerkraft ist, "G" die Gravitationskonstante, die "M"s sind die Massen der betrachteten Objekte und "R" ist der Radius des Abstands zwischen den beiden Objekte. Je massiver also eines der beiden Objekte ist und je näher sie beieinander liegen, desto stärker ist die Schwerkraft.
Sonnensysteme und Monde
Die Schwerkraft hält Planeten in ihrer Umlaufbahn um die Sonne. Die Sonne ist extrem massiv, daher hält sie sehr weit entfernte Objekte, wie die äußeren Planeten und Kometen, in ihrer Umlaufbahn. Dies ist auch in kleinerem Maßstab zu sehen, wenn Planeten Satelliten in ihrer Umlaufbahn halten; Je massereicher ein Planet ist, desto weiter entfernt sind seine Satelliten. Saturn beispielsweise, einer der Gasriesen, hat die bekanntesten Monde. Sterne selbst kreisen um das Zentrum der Galaxie.
Newtonsche Gesetze
Die drei Bewegungsgesetze von Newton sind auch anwendbar, um die Auswirkungen der Gravitation auf das kosmische Gesetz, insbesondere das erste und dritte Gesetz, zu verstehen. Das erste Gesetz besagt, dass ein ruhender oder bewegter Gegenstand in diesem Zustand verbleibt, bis etwas auf ihn einwirkt; Dies erklärt, warum Planeten und Monde auf ihren Bahnen bleiben. Das dritte Gesetz besagt, dass es für jede Aktion eine entgegengesetzte und gleiche Reaktion gibt. Während dies vernachlässigbar ist, wenn man bedenkt, dass ein Planet einen Stern beeinflusst, erklärt dies die Gezeiten auf der Erde, die durch die Schwerkraft des Mondes verursacht werden.
Einstein
Newton verstand, wie die Schwerkraft funktionierte, aber nicht warum. Erst in der 1915 veröffentlichten Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein wurde eine Theorie aufgestellt, um die Ursache der Gravitation zu erklären. Einstein zeigte, dass die Schwerkraft keine Eigenschaft ist, die Objekten innewohnt, sondern durch Kurven in den Raum-Zeit-Dimensionen verursacht wird, auf denen alle Objekte ruhen. Somit werden sogar Licht und andere masselose Phänomene von der Schwerkraft beeinflusst.