A gravidade faz com que toda a matéria seja atraída por outra matéria, desde os níveis subatômicos até os cósmicos. As primeiras pessoas podiam observar a gravidade em ação, notando objetos caindo na terra, mas não começar a teorizar sistematicamente sobre as razões por trás de tal movimento até a era do Clássico Grécia. A descoberta de como funciona a gravidade progrediu em várias etapas, começando com Demócrito e prosseguindo com a obra de al-Hasan ibn al-Haytham, Galileo Galilei e Sir Isaac Newton.
Aristóteles, Demócrito e Atomismo
No século IV a.C., Aristóteles propôs uma teoria que dominou a física por mais de um milênio, mas suas idéias não constituíam, estritamente falando, uma teoria da gravidade. Aristóteles acreditava que os corpos eram arrastados de um lugar para outro porque fundamentalmente pertenciam a esse lugar devido à sua natureza inerente; o ar pertencia aos céus, por exemplo, enquanto as rochas pertenciam à terra. Demócrito, nascido mais de 70 anos antes de Aristóteles, propôs uma teoria do atomismo, que se aproxima mais do que os físicos modernos observam sobre a gravitação. O atomismo postulou que a matéria é composta de partículas essenciais, e Demócrito teorizou que essas partículas - átomos - se moveram e colidiram devido a um forçar que Panagiotis Papaspirou e Xenophon Moussas, escrevendo no "American Journal of Space Science", chamem um precursor da teoria de gravidade.
Observações do céu de Ibn al-Haytham
Nascido no século 10 no que hoje é o Iraque, ibn al-Haytham formulou uma teoria da ótica que influenciou Newton, propondo que a luz inclui cores. Ele também reconciliou - se incorretamente - o trabalho conflitante de Ptolomeu e Aristóteles, mantendo o heliocentrismo de Ptolomeu, mas teorizando que o sol e outros corpos celestes são objetos materiais. Por seu trabalho em astronomia, ele foi apelidado de Ptolomeu o Segundo, de acordo com Joseph A. Kechichian, em um perfil biográfico na "Gulf News Weekend Review" de Dubai. Ibn al-Haytham também insistiu no método científico, baseado na observação e experimentação, e astrologia refutada, ambos importantes posturas. Uma de suas principais observações astronômicas foi que o sol e a lua eram objetos materiais sólidos, uma teoria que fundamenta trabalhos posteriores sobre a mecânica planetária.
Experimentos de Galileu
Se ibn al-Haytham se recusou a refutar as teorias de Ptolomeu inteiramente, Galileu não teve tais escrúpulos. Ele nasceu em 1564 em Pisa, Itália e se tornou um dos pensadores mais notórios e, eventualmente, influentes da Renascença. Onde as observações de Demócrito e ibn al-Haytham sustentaram a teoria da gravidade, o trabalho de Galileu o informou diretamente. Ele desafiou a autoridade de Aristóteles e Ptolomeu, tornando-se um pária aos olhos da Igreja Católica e do sistema científico. Mais relevante para a gravitação, ele postulou que a gravidade atua sobre os objetos independentemente de sua massa; as diferenças na velocidade de uma queda resultam da resistência do ar devido aos diferentes formatos, não ao peso. Diz-se que Galileu deixou cair bolas da mesma forma, mas com peso diferente da Torre Inclinada de Pisa, e embora a história possa ser apócrifa, a teoria resultante está no cerne da teoria de gravidade.
Newton’s Apple
Outra história apócrifa fundamenta o trabalho de Newton; É famoso o fato de o grande matemático ter sido inspirado a estudar a gravidade quando uma maçã caiu em sua cabeça. Nascido em 1642, Newton tinha apenas 40 anos quando publicou seu livro extremamente influente, "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica", geralmente conhecido simplesmente como "Principia". Testando as teorias do astrônomo Johannes Kepler, um contemporâneo de Galileu, Newton expôs as Três Leis do Movimento, que lidam com a inércia e a mecânica, bem como sua teoria de gravitação; essa teoria afirma que cada objeto no universo atrai todos os outros objetos em proporção à sua massa. Este princípio, embora revisto por Albert Einstein e físicos posteriores, ainda hoje informa o pensamento científico, a engenharia mecânica e a astronomia.