De gamla trodde att planeter och andra himmelska kroppar följde en annan uppsättning lagar än vanliga fysiska föremål på jorden. Vid 1600-talet hade astronomer dock insett att jorden själv var en planet och att - snarare än att vara universums fasta centrum - det kretsar kring solen som alla andra planet. Beväpnad med denna nya förståelse utvecklade Newton en förklaring av planetens rörelse med samma fysiska lagar som gäller på jorden.
Sir Isaac Newton
Newton föddes i Lincolnshire, England, 1642. Vid 27 års ålder utsågs han till professor i matematik vid Cambridge University. Hans speciella intresse var tillämpningen av matematiska metoder för fysik. Planetrörelse var ett av tidens mest diskuterade ämnen, och Newton ägnade mycket av sitt arbete åt att utveckla en matematisk teori om detta. Resultatet var hans lag om universell gravitation, som först publicerades 1687.
Planets rörelse
På Newtons tid kunde allt som var känt om planetens rörelse sammanfattas kortfattat i tre lagar som tillskrivs Johannes Kepler. Den första lagen säger att planeter rör sig runt solen på elliptiska banor. Den andra lagen säger att en planet sopar ut lika områden på lika tid. Enligt den tredje lagen är omloppsperiodens kvadrat proportionell mot kuben på avståndet till solen. Dessa är emellertid rent empiriska lagar. De beskriver vad som händer utan att förklara varför det händer.
Newtons tillvägagångssätt
Newton var övertygad om att planeterna måste följa samma fysiska lagar som observeras på jorden. Detta innebar att det måste finnas en osynlig kraft som verkar på dem. Han visste från experimentet att i frånvaro av en applicerad kraft kommer en rörlig kropp att fortsätta i en rak linje för alltid. Planeterna rörde sig däremot i elliptiska banor. Newton frågade sig själv vilken typ av kraft som skulle få dem att göra detta. I ett genialt slag insåg han att svaret var gravitation - samma kraft som får ett äpple att falla till marken på jorden.
Universal Gravitation
Newton utvecklade en matematisk formulering av tyngdkraften som förklarade både rörelsen hos ett fallande äpple och planeterna. Han visade att gravitationskraften mellan två objekt är proportionell mot massornas produkt och omvänt proportionell mot kvadratet på avståndet mellan dem. När den tillämpades på en planets rörelse runt solen förklarade denna teori alla tre av Keplers empiriskt härledda lagar.