La gravità fa sì che tutta la materia sia attratta da altra materia, dal livello subatomico a quello cosmico. Le prime persone potevano osservare la gravità al lavoro, notando oggetti che cadevano a terra, ma non lo fecero iniziare a teorizzare sistematicamente sulle ragioni di tale moto fino all'epoca del Classico Grecia. La scoperta di come funziona la gravità è progredita in più fasi, a partire da Democrito e proseguendo attraverso il lavoro di al-Hasan ibn al-Haytham, Galileo Galilei e Sir Isaac Newton.
Aristotele, Democrito e l'atomismo
Nel IV secolo a.C., Aristotele propose una teoria che dominò la fisica per oltre un millennio, ma le sue idee non costituivano, in senso stretto, una teoria della gravità. Aristotele credeva che i corpi fossero portati da un luogo all'altro perché vi appartenevano fondamentalmente per la loro natura intrinseca; l'aria apparteneva al cielo, per esempio, mentre le rocce appartenevano alla terra. Democrito, nato più di 70 anni prima di Aristotele, propose una teoria dell'atomismo, che corrispondeva più da vicino a ciò che i fisici moderni osservano sulla gravitazione. L'atomismo postulava che la materia fosse costituita da particelle essenziali, e Democrito teorizzava che queste particelle – atomi – si muovessero e si scontrassero a causa forza che Panagiotis Papaspirou e Senofonte Moussas, scrivendo sull'"American Journal of Space Science", definiscono un precursore della teoria della gravità.
Osservazioni del cielo di Ibn al-Haytham
Nato nel X secolo in quello che oggi è l'Iraq, ibn al-Haytham formulò una teoria dell'ottica che influenzò Newton, proponendo che la luce includesse i colori. Ha anche riconciliato - anche se in modo errato - il lavoro conflittuale di Tolomeo e Aristotele, mantenendo l'eliocentrismo di Tolomeo ma teorizzando che il sole e gli altri corpi celesti sono oggetti materiali. Per il suo lavoro in astronomia, fu soprannominato Tolomeo II, secondo Joseph A. Kechichian, in un profilo biografico nel "Gulf News Weekend Review" di Dubai. Anche Ibn al-Haytham ha insistito sul metodo scientifico, basato sull'osservazione e sulla sperimentazione, e l'astrologia confutata, entrambi importanti elementi scientifici posizioni. Una delle sue principali osservazioni astronomiche era che il sole e la luna erano oggetti solidi e materiali, una teoria che è alla base del lavoro successivo sulla meccanica planetaria.
Gli esperimenti di Galileo
Se ibn al-Haytham ha rifiutato di confutare completamente le teorie di Tolomeo, Galileo non ha avuto tali scrupoli. Nacque nel 1564 a Pisa, in Italia, e divenne uno dei pensatori più famosi e, alla fine, influenti del Rinascimento. Laddove le osservazioni di Democrito e ibn al-Haytham hanno sostenuto la teoria della gravità, il lavoro di Galileo l'ha informata direttamente. Ha sfidato l'autorità sia di Aristotele che di Tolomeo, diventando un paria agli occhi della Chiesa cattolica e dell'establishment scientifico. Più rilevante per la gravitazione, ha postulato che la gravità funziona sugli oggetti indipendentemente dalla loro massa; le differenze nella velocità di una caduta derivano dalla resistenza dell'aria dovuta alle diverse forme, non al peso. Si dice che Galileo abbia lasciato cadere palle della stessa forma ma di peso diverso dalla Torre Pendente di Pisa, e sebbene la storia possa essere apocrifa, la teoria che ne risulta è al centro della teoria del gravità.
La mela di Newton
Un'altra storia apocrifa è alla base del lavoro di Newton; notoriamente, si dice che il grande matematico sia stato ispirato a studiare la gravità quando una mela gli cadde sulla testa. Nato nel 1642, Newton aveva solo quarant'anni quando pubblicò il suo libro estremamente influente, "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica", spesso noto semplicemente come "Principia". test le teorie dell'astronomo Johannes Kepler, contemporaneo di Galileo, Newton espongono le Tre Leggi del Moto, che trattano di inerzia e meccanica, così come la sua teoria della gravitazione; quella teoria afferma che ogni oggetto nell'universo attrae ogni altro oggetto in proporzione alla sua massa. Questo principio, sebbene rivisto da Albert Einstein e dai fisici successivi, informa ancora oggi il pensiero scientifico, l'ingegneria meccanica e l'astronomia.