De gamle trodde at planeter og andre himmellegemer fulgte et annet sett med lover enn vanlige fysiske gjenstander på jorden. Innen 1600-tallet hadde imidlertid astronomer innsett at jorden selv var en planet og at - i stedet for å være det faste sentrum av universet - det dreier seg om solen som alle andre planet. Bevæpnet med denne nye forståelsen utviklet Newton en forklaring på planetbevegelse ved hjelp av de samme fysiske lovene som gjelder på jorden.
Sir Isaac Newton
Newton ble født i Lincolnshire, England, i 1642. 27 år gammel ble han utnevnt til professor i matematikk ved Cambridge University. Hans spesielle interesse var anvendelsen av matematiske metoder i fysikk. Planetbevegelse var et av tidens mest debatterte temaer, og Newton viet mye av sin innsats for å utvikle en matematisk teori om dette. Resultatet var hans lov om universell gravitasjon, som først ble publisert i 1687.
Planetenes bevegelse
På Newtons tid kunne alt som var kjent om planetbevegelse oppsummeres kortfattet i tre lover som ble tilskrevet Johannes Kepler. Den første loven sier at planeter beveger seg rundt solen på elliptiske baner. Den andre loven sier at en planet feier ut like områder på like tid. I henhold til den tredje loven er kvadratet i omløpstiden proporsjonalt med kuben av avstanden til solen. Dette er imidlertid bare empiriske lover. De beskriver hva som skjer uten å forklare hvorfor det skjer.
Newtons tilnærming
Newton var overbevist om at planetene må overholde de samme fysiske lovene som blir observert på jorden. Dette betydde at det må være en usett styrke som virker på dem. Han visste fra eksperimentet at i fravær av en påført kraft vil en bevegelig kropp fortsette i en rett linje for alltid. Planetene, derimot, beveget seg i elliptiske baner. Newton spurte seg selv hva slags styrke som ville få dem til å gjøre dette. I et genistrek skjønte han at svaret var tyngdekraften - den samme kraften som får et eple til å falle til bakken på jorden.
Universell gravitasjon
Newton utviklet en matematisk tyngdekraftsformulering som forklarte både bevegelsen til et fallende eple og planetene. Han viste at gravitasjonskraften mellom to objekter er proporsjonal med massenes produkt og omvendt proporsjonal med kvadratet av avstanden mellom dem. Når den ble brukt på bevegelsen til en planet rundt solen, forklarte denne teorien alle tre av Keplers empirisk avledede lover.
