Esencialmente, la gravedad es una fuerza atractiva entre objetos. La mayoría de la gente está familiarizada con la gravedad como la razón detrás de las cosas que permanecen en la superficie de la Tierra, o «lo que sube, debe bajar», pero la gravedad tiene un significado mucho más vasto. La gravedad es responsable de la formación de nuestra Tierra y todos los demás planetas y del movimiento de todos los cuerpos celestes. Es la gravedad la que hace que nuestro planeta gire alrededor del Sol y que la Luna gire alrededor de la Tierra.
Aunque los humanos siempre han sido conscientes de la gravedad, ha habido muchos intentos de explicarla con precisión a lo largo de los años, y las teorías deben mejorarse regularmente para dar cuenta de aspectos de la gravedad que antes no se habían considerado. Aristóteles fue uno de los primeros pensadores en postular la razón de la gravedad, y su y otras teorías tempranas se basaron en un modelo geocéntrico del universo, con la Tierra en su centro. Galileo, el físico italiano que hizo las primeras observaciones telescópicas que respaldan un modelo heliocéntrico del sistema solar, con el Sol en el centro, también avanzó en la teoría de la gravedad a principios del siglo XVII. Descubrió que objetos de distintos pesos caen hacia la Tierra a la misma velocidad.
En 1687, el científico inglés Sir Isaac Newton publicó su ley de gravitación universal, que todavía se utiliza para describir las fuerzas de la gravedad en la mayoría de los contextos cotidianos. La primera ley de Newton establece que la fuerza de gravedad entre dos masas es directamente proporcional al producto de las dos masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas, o matemáticamente: F = G (m1m2 / d2), donde G es un constante.
La segunda ley de Newton establece que la fuerza gravitacional es igual al producto de la masa de un cuerpo por su aceleración, o F = ma. Esto significa que dos masas que se atraen gravitacionalmente entre sí experimentan la misma fuerza, pero que se traduce en una aceleración mucho mayor para un objeto más pequeño. Por lo tanto, cuando una manzana cae hacia la Tierra, tanto la Tierra como la manzana experimentan la misma fuerza, pero la Tierra acelera hacia la manzana a una velocidad insignificante, ya que es mucho más masiva que la manzana.
Alrededor de finales del siglo XIX, los astrónomos comenzaron a notar que la ley de Newton no explicaba perfectamente los fenómenos gravitacionales observados en nuestro sistema solar, especialmente en el caso de la órbita de Mercurio. La teoría de la relatividad general de Albert Einstein, publicada en 19, resolvió el problema de la órbita de Mercurio, pero desde entonces también se ha encontrado incompleta, ya que no puede explicar los fenómenos descritos en la mecánica cuántica. La teoría de cuerdas es una de las teorías modernas más importantes para explicar la gravedad cuántica. Aunque la ley de Newton no es perfecta, todavía se usa y se enseña ampliamente debido a su simplicidad y aproximación cercana a la realidad.
Debido a que la fuerza gravitacional es proporcional a las masas de los dos objetos que la experimentan, diferentes cuerpos celestes ejercen una fuerza gravitacional más fuerte o más débil. Por esta razón, un objeto tendrá diferentes pesos en diferentes planetas, siendo más pesado en planetas más masivos y más liviano en planetas menos masivos. Ésta es la razón por la que los humanos son mucho más ligeros en la Luna que en la Tierra.
Es un error popular pensar que los astronautas experimentan ingravidez durante los viajes espaciales porque están fuera del campo de fuerza gravitacional de un cuerpo grande. De hecho, la ingravidez durante los viajes espaciales se logra en realidad debido a la caída libre: el astronauta y el transbordador espacial o el cohete están cayendo (o acelerando) a la misma velocidad. La misma velocidad da la noción de ingravidez o flotación. Este es el mismo concepto que el de una persona en un paseo en “caída libre” en un parque de diversiones. Tanto el ciclista como el vehículo están cayendo a la misma velocidad, lo que hace que parezca que el ciclista está cayendo independientemente del recorrido. La misma sensación se puede experimentar mientras viaja en un avión o un ascensor que repentinamente se rompe de su ritmo normal decente.