Isaac Newton publiceerde in 1687 een uitgebreide theorie van de zwaartekracht. Hoewel anderen er eerder over hadden nagedacht, was Newton de eerste die een theorie bedacht die van toepassing was op alle objecten, groot en klein, met behulp van wiskunde die zijn tijd ver vooruit was. De theorie van Newton was honderden jaren succesvol - totdat Einstein langskwam en het op zijn kop zette.
Meneer Isaac Newton
Isaac Newton werd in 1643 in Engeland geboren. Als jonge man ging hij naar Trinity College in Cambridge, waar hij zich eerst inschreef als student en uiteindelijk bleef als fellow. Tijdens deze periode ontwikkelde hij de eerste versies van zijn drie bewegingswetten, waaronder de wet van de zwaartekracht. Tijdens zijn carrière heeft hij ook aanzienlijke vooruitgang geboekt op het gebied van optica en het begrip van middelpuntvliedende kracht. Hij werd uiteindelijk de eerste Engelse wetenschapper die werd geridderd voor zijn werk.
De ontdekking van de zwaartekracht
Een populair verhaal zegt dat Newton onmiddellijk met de theorie van de zwaartekracht kwam, toen een appel van een boom viel en hem op zijn hoofd sloeg. Newton zag eigenlijk een appel uit een boom vallen, en het zette hem aan het denken over de mysterieuze kracht die objecten naar de grond trekt. Hij vergeleek het rechte pad van de appel met het gebogen pad van een afgevuurde kanonskogel. Hij vroeg zich af wat er zou gebeuren als de kanonskogel steeds sneller zou gaan, en realiseerde zich dat hij uiteindelijk voor altijd rond de ronding van de aarde zou 'vallen' en nooit de grond zou raken. Deze "voor altijd vallende" beweging beschrijft de beweging van de maan rond de aarde en de aarde rond de zon.
Het belang van zwaartekracht
De zwaartekracht trekt vallende voorwerpen naar de grond, maar intuïtief wisten mensen al dat zoiets aan de hand was. Het werkelijk baanbrekende aan de wet van de zwaartekracht was dat deze van toepassing was op objecten van alle soorten en maten, en stelt dat hoe meer massa een object had, hoe meer het andere objecten aantrok. Ten tijde van de ontdekking van Newton hadden mensen niet echt een idee van hoe de banen van manen en planeten werkten. De nieuwe ontdekking verklaarde daar veel over, met name waarom objecten in een baan om de aarde niet zomaar de ruimte in vliegen.
Voor en na Newton
In 1589 voerde Galileo experimenten uit met zwaartekracht, zoals het laten vallen van ballen van de scheve toren van Pisa; hij ontdekte dat ze tegelijkertijd de grond raakten ondanks verschillende gewichten. Het werk van Newton, 100 jaar later, bracht een beeld van zwaartekracht samen dat goed genoeg was om nog twee eeuwen mee te gaan. Hoewel de theorie van Newton beschreef hoe objecten elkaar aantrokken, verklaarde het niet waarom. In 1915 beschreef Einsteins relativiteitstheorie zwaartekracht als massale kromming van tijd en ruimte. Het beschrijft ook de manier waarop zelfs licht buigt wanneer het in de buurt van sterren en andere extreem massieve objecten komt. Toch verklaart Newtons oorspronkelijke theorie, ondanks deze recentere aanpassingen, een groot deel van het gedrag van objecten in het universum.