La gravité fait que toute la matière est attirée par une autre matière, du niveau subatomique au niveau cosmique. Les premiers hommes pouvaient observer la gravité à l'œuvre, remarquant des objets tombant sur terre, mais ils n'ont pas commencer à théoriser systématiquement sur les raisons d'un tel mouvement jusqu'à l'ère du classique Grèce. La découverte du fonctionnement de la gravité a progressé en plusieurs étapes, en commençant par Démocrite et en passant par les travaux d'al-Hasan ibn al-Haytham, Galileo Galilei et Sir Isaac Newton.
Aristote, Démocrite et Atomisme
Au IVe siècle avant J.-C., Aristote a proposé une théorie qui a dominé la physique pendant plus d'un millénaire, mais ses idées ne constituaient pas, à proprement parler, une théorie de la gravité. Aristote croyait que les corps étaient attirés d'un endroit à un autre parce qu'ils y appartenaient fondamentalement en raison de leur nature inhérente; l'air appartenait au ciel, par exemple, tandis que les roches appartenaient à la terre. Démocrite, né plus de 70 ans avant Aristote, a proposé une théorie de l'atomisme, plus proche de ce que les physiciens modernes observent à propos de la gravitation. L'atomisme a postulé que la matière est composée de particules essentielles, et Démocrite a théorisé que ces particules - des atomes - se sont déplacées et sont entrées en collision en raison d'un force que Panagiotis Papaspirou et Xenophon Moussas, écrivant dans le « American Journal of Space Science », appellent un précurseur de la théorie de la gravité.
Observations du ciel d'Ibn al-Haytham
Né au 10ème siècle dans ce qui est maintenant l'Irak, ibn al-Haytham a formulé une théorie de l'optique qui a influencé Newton, proposant que la lumière inclut les couleurs. Il a également réconcilié - si à tort - les travaux contradictoires de Ptolémée et d'Aristote, en conservant l'héliocentrisme de Ptolémée mais en théorisant que le soleil et les autres corps célestes sont des objets matériels. Pour ses travaux en astronomie, il fut surnommé Ptolémée II, selon Joseph A. Kechichian, dans un profil biographique dans le ''Gulf News Weekend Review'' de Dubaï. Ibn al-Haytham a également insisté sur le méthode scientifique, reposant sur l'observation et l'expérimentation, et l'astrologie réfutée, deux positions. L'une de ses principales observations astronomiques était que le soleil et la lune étaient des objets solides et matériels, une théorie qui sous-tendra les travaux ultérieurs sur la mécanique planétaire.
Les expériences de Galilée
Si ibn al-Haytham a refusé de réfuter entièrement les théories de Ptolémée, Galilée n'avait pas de tels scrupules. Il est né en 1564 à Pise, en Italie et est devenu l'un des penseurs les plus notoires et, finalement, les plus influents de la Renaissance. Là où les observations de Démocrite et d'ibn al-Haytham ont étayé la théorie de la gravité, les travaux de Galilée l'ont directement informée. Il a défié l'autorité d'Aristote et de Ptolémée, devenant un paria aux yeux de l'Église catholique et de l'establishment scientifique. Le plus pertinent pour la gravitation, il a postulé que la gravité agit sur les objets quelle que soit leur masse; les différences de vitesse d'une goutte résultent de la résistance de l'air due aux différentes formes, et non du poids. Galilée aurait laissé tomber des balles de la même forme mais d'un poids différent de la tour penchée de Pise, et bien que l'histoire puisse être apocryphe, la théorie qui en résulte est au cœur de la théorie de la gravité.
Pomme de Newton
Une autre histoire apocryphe sous-tend le travail de Newton; célèbre, le grand mathématicien aurait été inspiré pour étudier la gravité lorsqu'une pomme lui tomba sur la tête. Né en 1642, Newton n'avait que la quarantaine lorsqu'il a publié son livre extrêmement influent, "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica", souvent connu simplement sous le nom de "Principia". Essai les théories de l'astronome Johannes Kepler, un contemporain de Galilée, Newton a exposé les trois lois du mouvement, qui traitent de l'inertie et de la mécanique, ainsi que sa théorie de gravitation; cette théorie affirme que chaque objet dans l'univers attire tous les autres objets en proportion de sa masse. Ce principe, bien que révisé par Albert Einstein et plus tard par des physiciens, informe encore aujourd'hui la pensée scientifique, l'ingénierie mécanique et l'astronomie.