XVI-XVII stoljeće mnogi s pravom nazivaju jednim od najslavnijih razdoblja u povijesti fizike. U to su vrijeme uvelike postavljeni temelji bez kojih bi daljnji razvoj ove znanosti bio jednostavno nezamisliv. Kopernik, Galileo, Kepler napravili su veliki posao kako bi fiziku proglasili znanošću koja može odgovoriti na gotovo svako pitanje. U cijelom nizu otkrića izdvaja se zakon univerzalne gravitacije, čija konačna formulacija pripada izvanrednom engleskom znanstveniku Isaacu Newtonu.
Glavni značaj rada ovog znanstvenika nije bio u njegovom otkriću sile univerzalne gravitacije - i Galileo i Kepler su govorili o prisutnosti te količine i prije Newtona, već u činjenici da je on bio prvi dokazati da i na Zemlji i u svemirskom prostoru djeluju iste sile interakcije između tijela.
Newton je u praksi potvrdio i teorijski potkrijepio činjenicu da su apsolutno sva tijela u Svemiru, uključujući i onakoji se nalaze na Zemlji, međusobno djeluju. Ova interakcija se naziva gravitacijskom, dok se sam proces univerzalne gravitacije naziva gravitacijom.
Ova interakcija se događa između tijela jer postoji posebna, za razliku od drugih, vrsta materije koja se u znanosti naziva gravitacijsko polje. Ovo polje postoji i djeluje oko apsolutno svakog objekta, a od njega nema zaštite, jer ima neusporedivu sposobnost prodiranja u bilo koji materijal.
Sila univerzalne gravitacije, čiju je definiciju i formulaciju dao Isaac Newton, izravno ovisi o umnošku masa tijela u interakciji, i obrnuto o kvadratu udaljenosti između tih objekata. Prema Newtonu, nepobitno potvrđenom praktičnim istraživanjima, sila univerzalne gravitacije nalazi se sljedećom formulom:
F=Mm/r2.
Gravitacijska konstanta G, koja je približno jednaka 6,6710-11(Nm2)/kg2, je od posebne važnosti u njoj.
Gravitacijska sila kojom tijela privlače Zemlju poseban je slučaj Newtonovog zakona i naziva se gravitacija. U ovom slučaju se gravitacijska konstanta i masa same Zemlje mogu zanemariti, pa će formula za pronalaženje sile gravitacije izgledati ovako:
F=mg.
Ovdje g nije ništa drugo do ubrzanje gravitacije, čija je brojčana vrijednost približno jednaka 9,8 m/s2.
Newtonov zakon objašnjava ne samo procese koji se odvijaju izravno na Zemlji, on daje odgovor na mnoga pitanja vezana za strukturu cijelog Sunčevog sustava. Konkretno, sila univerzalne gravitacije između nebeskih tijela ima odlučujući utjecaj na kretanje planeta u njihovim orbitama. Teorijski opis ovog gibanja dao je Kepler, ali je njegovo opravdanje postalo moguće tek nakon što je Newton formulirao svoj poznati zakon.
Newton je sam povezao fenomene zemaljske i vanzemaljske gravitacije koristeći jednostavan primjer: kada se ispali top, jezgra ne leti ravno, već lučnom putanjom. Istodobno, s povećanjem naboja baruta i mase jezgre, potonja će letjeti sve dalje i dalje. Konačno, ako pretpostavimo da je moguće nabaviti dovoljno baruta i projektirati takav top da će topovska kugla letjeti oko zemaljske kugle, tada se, napravivši to kretanje, neće zaustaviti, već će nastaviti svoje kružno (elipsoidno) kretanje, okrećući se u umjetni satelit Zemlje. Kao rezultat toga, sila gravitacije je ista u prirodi i na Zemlji i u svemiru.
