Das Gesetz der universellen Gravitation ist ein wesentliches Prinzip der Physik. Es wurde erstmals im 1600. Jahrhundert von Sir Isaac Newton kodifiziert. Es besagt, dass alle Objekte durch die Schwerkraft zueinander angezogen werden; Die Anziehungskraft hängt von der Masse der Objekte ab und nimmt mit dem Abstand zwischen ihnen ab. Newtons Entdeckung wurde von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie abgelöst. Sie ist jedoch für die meisten praktischen Anwendungen immer noch genau.
Newton entdeckte die Schwerkraft nicht, wie die landläufige Meinung behauptet, sondern erweiterte die Arbeit früherer Wissenschaftler wie Galileo. Newton bezog sich auf diese Wissenschaftler, als er berühmt schrieb: „Wenn ich weiter gesehen habe, dann, indem ich auf den Schultern von Riesen stand.“ Der Fall eines Apfels inspirierte Newton, sich mit der Schwerkraft zu befassen; Der Apfel brachte jedoch kein sofortiges Verständnis, indem er sich den Kopf schlug. Stattdessen nutzte er die Umlaufbahn des Mondes um die Erde, um seine Berechnungen über einen Zeitraum von 20 Jahren zu überprüfen und zu bestätigen. Das Gesetz der universellen Gravitation wurde in seinem bahnbrechenden Buch Principia Mathematica, das 1687 veröffentlicht wurde, detailliert beschrieben.
Newtons Buch enthält mathematische Formeln, die das Gesetz der universellen Gravitation beschreiben. Im Wesentlichen besagt das Gesetz, dass alle Objekte eine Anziehungskraft auf alle anderen Objekte ausüben. Objekte mit viel Masse haben stärkere Gravitationsfelder oder Gravitationsfelder, weshalb Objekte und Menschen von der Erde angezogen werden, aber nicht merklich zueinander. Die Anziehungskraft nimmt mit zunehmender Entfernung ab; diese Abnahme kann genau gemessen werden und ist in der Physik als quadratisches Gesetz bekannt. Die universelle Gravitation ist die Kraft, die Planeten und Satelliten in der Umlaufbahn hält, anstatt sich frei im Universum zu bewegen.
In den Jahrhunderten nach Newtons Lebzeiten wurde das Gesetz der universellen Gravitation verwendet, um die Positionen noch nicht entdeckter Planeten und natürlicher Satelliten vorherzusagen. Die schließlichen Entdeckungen dieser Himmelskörper bestätigten, dass das Gesetz richtig war. Ein Aspekt des Gesetzes, den Newton nicht erklären konnte, war, wie die Gravitationskraft zwischen Objekten übertragen wird. Andere fundamentale Kräfte, wie der Elektromagnetismus, wirken, weil sich subatomare Teilchen zwischen den Objekten bewegen und sie gegenseitig anziehen. Ein ähnliches Teilchen zur Beförderung der Schwerkraft, das Graviton, wurde theoretisch beschrieben, bleibt aber mehr als 300 Jahre nach Newtons Arbeit unentdeckt.
Bis zum 20. Jahrhundert entdeckten Wissenschaftler kleinere Unstimmigkeiten im Gesetz der universellen Gravitation. Diese Inkonsistenzen wurden durch Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie erklärt. Einstein erkannte, dass sich die Massen der Himmelskörper nicht nur gegenseitig beeinflussen, sondern auch das Gefüge der Raumzeit um sie herum. Diese Effekte machen sich nur bei sehr genauen Messungen und Berechnungen bemerkbar. Für praktische Anwendungen wie Raketenstarts ist das Gesetz der universellen Gravitation immer noch genau und viel einfacher zu berechnen als die Auswirkungen der Relativitätstheorie.