Im Wesentlichen ist die Schwerkraft eine anziehende Kraft zwischen Objekten. Die meisten Menschen kennen die Schwerkraft als Grund dafür, dass Dinge auf der Erdoberfläche bleiben oder „was hochgeht, muss runter“, aber die Schwerkraft hat tatsächlich eine viel größere Bedeutung. Die Schwerkraft ist verantwortlich für die Entstehung unserer Erde und aller anderen Planeten und für die Bewegung aller Himmelskörper. Es ist die Schwerkraft, die unseren Planeten um die Sonne und den Mond um die Erde drehen lässt.
Obwohl der Mensch sich der Schwerkraft immer bewusst war, gab es im Laufe der Jahre viele Versuche, sie genau zu erklären, und Theorien müssen regelmäßig verbessert werden, um zuvor nicht berücksichtigte Aspekte der Schwerkraft zu berücksichtigen. Aristoteles war einer der ersten Denker, der den Grund für die Schwerkraft postulierte, und seine und andere frühe Theorien stützten sich auf ein geozentrisches Modell des Universums mit der Erde im Zentrum. Galileo, der italienische Physiker, der die ersten Teleskopbeobachtungen machte, die ein heliozentrisches Modell des Sonnensystems mit der Sonne im Zentrum unterstützten, machte um die Wende des 17. Jahrhunderts auch Fortschritte in der Gravitationstheorie. Er entdeckte, dass Objekte mit unterschiedlichem Gewicht mit der gleichen Geschwindigkeit auf die Erde fallen.
Im Jahr 1687 veröffentlichte der englische Wissenschaftler Sir Isaac Newton sein Gesetz der universellen Gravitation, das immer noch verwendet wird, um die Schwerkraft in den meisten alltäglichen Zusammenhängen zu beschreiben. Newtons erstes Gesetz besagt, dass die Schwerkraft zwischen zwei Massen direkt proportional zum Produkt der beiden Massen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen ist, oder mathematisch: F=G(m1m2/d2), wobei G a Konstante.
Newtons zweites Gesetz besagt, dass die Gravitationskraft gleich dem Produkt der Masse eines Körpers und seiner Beschleunigung ist, oder F=ma. Dies bedeutet, dass zwei gravitativ angezogene Massen die gleiche Kraft erfahren, dies jedoch zu einer viel größeren Beschleunigung für ein kleineres Objekt führt. Wenn also ein Apfel auf die Erde fällt, erfahren sowohl die Erde als auch der Apfel die gleiche Kraft, aber die Erde beschleunigt mit einer vernachlässigbaren Geschwindigkeit auf den Apfel zu, da sie so viel massiver ist als der Apfel.
Gegen Ende des 19. Jahrhunderts begannen Astronomen zu bemerken, dass das Newtonsche Gesetz die beobachteten Gravitationsphänomene in unserem Sonnensystem, insbesondere im Fall der Merkurbahn, nicht perfekt berücksichtigte. Die 1915 veröffentlichte Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein löste das Problem der Merkurbahn, aber sie hat sich seitdem auch als unvollständig erwiesen, da sie die in der Quantenmechanik beschriebenen Phänomene nicht erklären kann. Die Stringtheorie ist eine der führenden modernen Theorien zur Erklärung der Quantengravitation. Obwohl das Newtonsche Gesetz nicht perfekt ist, wird es wegen seiner Einfachheit und seiner engen Annäherung an die Realität immer noch häufig verwendet und gelehrt.
Da die Gravitationskraft proportional zu den Massen der beiden sie erfahrenen Objekte ist, üben verschiedene Himmelskörper eine stärkere oder schwächere Gravitationskraft aus. Aus diesem Grund hat ein Objekt auf verschiedenen Planeten unterschiedliche Gewichte, wobei es auf massereicheren Planeten schwerer und auf weniger massereichen Planeten leichter ist. Deshalb sind die Menschen auf dem Mond viel leichter als auf der Erde.
Es ist ein weit verbreiteter Irrtum, dass Astronauten während der Raumfahrt Schwerelosigkeit erleben, weil sie sich außerhalb des Gravitationsfeldes eines großen Körpers befinden. Tatsächlich wird die Schwerelosigkeit während der Raumfahrt tatsächlich durch den freien Fall erreicht – der Astronaut und das Space Shuttle oder die Rakete fallen (oder beschleunigen) beide mit der gleichen Geschwindigkeit. Die gleiche Geschwindigkeit vermittelt die Vorstellung von Schwerelosigkeit oder Schweben. Dies ist das gleiche Konzept wie eine Person auf einer „Freifall“ -Fahrt in einem Vergnügungspark. Sowohl der Fahrer als auch die Fahrt fallen mit der gleichen Geschwindigkeit, wodurch der Fahrer den Anschein hat, als ob er unabhängig von der Fahrt stürzt. Das gleiche Gefühl kann man erleben, wenn man ein Flugzeug oder einen Aufzug fährt, der plötzlich von seiner normalen Geschwindigkeit abbricht.