بسیاری از قرن‌های 16-17 به درستی یکی از باشکوه‌ترین دوره‌های تاریخ فیزیک نامیده می‌شوند. در این زمان بود که تا حد زیادی پایه ها گذاشته شد، بدون آن توسعه بیشتر این علم به سادگی غیرقابل تصور بود. کوپرنیک، گالیله، کپلر کار بزرگی انجام داده اند تا فیزیک را علمی اعلام کنند که می تواند تقریباً به هر سؤالی پاسخ دهد. جدا بودن در یک سری کامل از اکتشافات، قانون گرانش جهانی است که فرمول نهایی آن متعلق به دانشمند برجسته انگلیسی اسحاق نیوتن است.
اهمیت اصلی کار این دانشمند در کشف نیروی گرانش جهانی نبود - هم گالیله و هم کپلر در مورد حضور این کمیت حتی قبل از نیوتن صحبت کردند، بلکه در این واقعیت بود که او اولین بود. برای اثبات اینکه هم در زمین و هم در فضا، نیروهای برهمکنش یکسانی بین اجسام عمل می کنند.
نیوتن در عمل این واقعیت را تأیید و از لحاظ نظری اثبات کرد که کاملاً تمام اجسام جهان از جمله آنهاکه بر روی زمین قرار دارند، با یکدیگر تعامل دارند. این فعل و انفعالات گرانشی نامیده می شود، در حالی که خود فرآیند گرانش جهانی را گرانش می نامند. این میدان کاملاً در اطراف هر جسمی وجود دارد و عمل می کند، در حالی که هیچ محافظتی در برابر آن وجود ندارد، زیرا توانایی بی نظیری در نفوذ به هر ماده ای دارد.
نیروی گرانش جهانی، که تعریف و فرمول آن توسط اسحاق نیوتن ارائه شد، مستقیماً به حاصل ضرب جرم اجسام متقابل و برعکس به مجذور فاصله بین این اجرام وابسته است. به گفته نیوتن، که توسط تحقیقات عملی انکارناپذیر تأیید شده است، نیروی گرانش جهانی با فرمول زیر پیدا می شود:
F=Mm/r2.
ثابت گرانشی G که تقریباً برابر با 6.6710-11 (Nm2)/kg2 است، در آن اهمیت ویژه ای دارد.
نیروی گرانشی که اجسام با آن به زمین جذب می شوند، مورد خاصی از قانون نیوتن است و گرانش نامیده می شود. در این حالت، ثابت گرانش و جرم خود زمین را می توان نادیده گرفت، بنابراین فرمول برای یافتن نیروی گرانش به این صورت خواهد بود:
F=mg.
در اینجا g چیزی نیست جز شتاب گرانش که مقدار عددی آن تقریباً برابر با 9.8 m/s2 است.
قانون نیوتن نه تنها فرآیندهایی را که مستقیماً روی زمین اتفاق می افتد توضیح می دهد، بلکه به بسیاری از سؤالات مربوط به ساختار کل منظومه شمسی پاسخ می دهد. به ویژه، نیروی گرانش جهانی بین اجرام آسمانی تأثیر تعیین کننده ای بر حرکت سیارات در مدار آنها دارد. توصیف نظری این حرکت توسط کپلر ارائه شد، اما توجیه آن تنها پس از تدوین قانون معروف نیوتن ممکن شد.
نیوتن خود پدیده های گرانش زمینی و فرازمینی را با استفاده از یک مثال ساده به هم متصل کرد: وقتی یک توپ شلیک می شود، هسته مستقیماً پرواز نمی کند، بلکه در امتداد یک مسیر کمانی شکل پرواز می کند. در عین حال، با افزایش بار باروت و جرم هسته، دومی دورتر و دورتر پرواز می کند. در نهایت، اگر فرض کنیم که بتوان به اندازه کافی باروت به دست آورد و توپی را طراحی کرد که گلوله توپ در سراسر جهان پرواز کند، پس از انجام این حرکت، متوقف نمی شود، بلکه به حرکت دایره ای (بیضی) خود ادامه می دهد و می چرخد. به ماهواره مصنوعی زمین در نتیجه، نیروی گرانش در طبیعت هم در زمین و هم در فضای بیرونی یکسان است.
