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Gli antichi credevano che i corpi celesti obbedissero a leggi diverse rispetto agli oggetti terrestri. Nel XVII secolo gli astronomi avevano dimostrato che la Terra stessa è un pianeta, che ruota attorno al Sole come qualsiasi altro. Con questa intuizione, Sir Isaac Newton applicò gli stessi principi fisici che governano il movimento quotidiano per spiegare le orbite planetarie.
Nato nel Lincolnshire, in Inghilterra, nel 1642, Newton divenne professore di matematica a Cambridge a 27 anni. La sua passione per l'applicazione della matematica alla fisica lo portò ad affrontare il mistero del movimento planetario, culminando nella pubblicazione dei Principia Mathematica nel 1687, dove presentò la legge di gravitazione universale.
Prima di Newton, le tre leggi empiriche di Keplero riassumevano il moto planetario:(1) i pianeti seguono orbite ellittiche, (2) percorrono aree uguali in tempi uguali e (3) il quadrato di un periodo orbitale è proporzionale al cubo del suo semiasse maggiore. Queste leggi descrivevano ciò che accadde ma non offrivano alcuna spiegazione del perché.
Newton insisteva sul fatto che le stesse forze che agiscono su una mela sulla Terra governano anche i pianeti. Riconobbe che in assenza di una forza, un corpo continua in linea retta. Per spiegare le orbite ellittiche osservate, ha dedotto una forza attrattiva che attira ogni pianeta verso il Sole, una forza identica a quella che fa cadere le mele.
Newton ha formalizzato la gravità con l'equazione F=Gm₁m₂⁄r², dove G è la costante gravitazionale, m₁ e m₂ sono le masse e r è la distanza tra loro. Quando applicata al movimento planetario, questa legge riproduce le tre leggi di Keplero e fornisce una descrizione unificata sia della caduta dei corpi che della dinamica orbitale.
