Os antigos acreditavam que os planetas e outros corpos celestes obedeciam a um conjunto diferente de leis dos objetos físicos comuns na Terra. No século 17, no entanto, os astrônomos perceberam que a própria Terra era um planeta e que - ao invés de ser o centro fixo do universo - ele gira em torno do sol como qualquer outro planeta. Armado com essa nova compreensão, Newton desenvolveu uma explicação do movimento planetário usando as mesmas leis físicas que se aplicam à Terra.
Sir Isaac Newton
Newton nasceu em Lincolnshire, Inglaterra, em 1642. Aos 27 anos foi nomeado professor de matemática na Universidade de Cambridge. Seu interesse particular era a aplicação de métodos matemáticos às ciências físicas. O movimento planetário foi um dos tópicos mais debatidos da época, e Newton devotou muito de seu esforço para desenvolver uma teoria matemática a respeito. O resultado foi sua lei da gravitação universal, publicada pela primeira vez em 1687.
O Movimento dos Planetas
Na época de Newton, tudo o que se sabia sobre o movimento planetário podia ser resumido sucintamente em três leis atribuídas a Johannes Kepler. A primeira lei afirma que os planetas se movem em torno do Sol em órbitas elípticas. A segunda lei afirma que um planeta varre áreas iguais em tempos iguais. De acordo com a terceira lei, o quadrado do período orbital é proporcional ao cubo da distância ao sol. No entanto, essas são leis puramente empíricas. Eles descrevem o que acontece sem explicar por que acontece.
Abordagem de Newton
Newton estava convencido de que os planetas devem obedecer às mesmas leis físicas que são observadas na Terra. Isso significava que deve haver uma força invisível agindo sobre eles. Ele sabia por experiência que, na ausência de uma força aplicada, um corpo em movimento continuará em linha reta para sempre. Os planetas, por outro lado, estavam se movendo em órbitas elípticas. Newton se perguntou que tipo de força os faria fazer isso. Em um golpe de gênio, ele percebeu que a resposta era a gravidade - a mesma força que faz com que uma maçã caia no chão na Terra.
Gravitação universal
Newton desenvolveu uma formulação matemática da gravidade que explicava tanto o movimento da queda de uma maçã quanto o dos planetas. Ele mostrou que a força gravitacional entre quaisquer dois objetos é proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles. Quando aplicada ao movimento de um planeta ao redor do Sol, essa teoria explicava todas as três leis derivadas empiricamente de Kepler.