La ley de la gravitación universal es un principio esencial de la física. Fue codificado por primera vez por Sir Isaac Newton en el siglo XVII. Afirma que todos los objetos se atraen entre sí por la gravedad; la fuerza de atracción depende de la masa de los objetos y disminuye según la distancia entre ellos. El descubrimiento de Newton fue reemplazado por la teoría de la relatividad general de Einstein. Sin embargo, sigue siendo preciso para la mayoría de las aplicaciones prácticas.
Newton no descubrió la gravedad, como sostiene la creencia popular, sino que amplió el trabajo de científicos anteriores como Galileo. Newton se refirió a estos científicos cuando escribió la famosa frase: «Si he visto más, es subiéndome a hombros de gigantes». La caída de una manzana inspiró a Newton a estudiar el tema de la gravedad; sin embargo, la manzana no trajo comprensión instantánea al golpearle la cabeza. En cambio, usó la órbita de la luna alrededor de la Tierra para verificar y confirmar sus cálculos en un lapso de 20 años. La ley de la gravitación universal se detalló en su innovador libro Principia Mathematica, publicado en 1687.
El libro de Newton incluía fórmulas matemáticas que describen la ley de la gravitación universal. En esencia, la ley establece que todos los objetos ejercen una atracción gravitacional sobre todos los demás objetos. Los objetos con una gran cantidad de masa tienen áreas de gravedad más fuertes, o campos gravitacionales, razón por la cual los objetos y las personas se sienten atraídos por la Tierra, pero no de manera notable entre sí. La atracción gravitacional disminuye a medida que aumenta la distancia; esta disminución se puede medir con precisión y se conoce en física como ley del cuadrado inverso. La gravitación universal es la fuerza que mantiene a los planetas y satélites bloqueados en órbita, en lugar de viajar libremente por el universo.
En los siglos posteriores a la vida de Newton, la ley de la gravitación universal se utilizó para predecir la ubicación de planetas y satélites naturales que aún no se habían descubierto. Los eventuales descubrimientos de estos cuerpos celestes confirmaron que la ley era correcta. Un aspecto de la ley que Newton no pudo explicar fue cómo se transmite la fuerza gravitacional entre los objetos. Otras fuerzas fundamentales, como el electromagnetismo, funcionan porque las partículas subatómicas viajan entre los objetos y los atraen entre sí. Una partícula similar para transportar la gravedad, el gravitón, se ha descrito en teoría, pero permanece sin descubrir más de 300 años después del trabajo de Newton.
En el siglo XX, los científicos habían descubierto inconsistencias menores en la ley de la gravitación universal. Estas inconsistencias fueron explicadas por la teoría de la relatividad general de Einstein. Einstein se dio cuenta de que, en efecto, las masas de los cuerpos celestes no solo se afectan entre sí, sino también a la estructura del espacio-tiempo que las rodea. Estos efectos solo se notan en mediciones y cálculos muy precisos. Para aplicaciones prácticas como el lanzamiento de cohetes, la ley de la gravitación universal sigue siendo precisa y mucho más fácil de calcular que los efectos de la relatividad.