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Os antigos acreditavam que os corpos celestes obedeciam a leis diferentes das dos objetos terrestres. No século XVII, os astrônomos mostraram que a própria Terra é um planeta, girando em torno do Sol como qualquer outro. Com esta visão, Sir Isaac Newton aplicou os mesmos princípios físicos que governam o movimento diário para explicar as órbitas planetárias.

Sir Isaac Newton

Nascido em Lincolnshire, Inglaterra, em 1642, Newton tornou-se professor de matemática em Cambridge aos 27 anos. Seu fascínio pela aplicação da matemática à física o levou a enfrentar o mistério do movimento planetário, culminando na publicação do Principia Mathematica. em 1687, onde apresentou a lei da gravitação universal.

O Movimento dos Planetas

Antes de Newton, as três leis empíricas de Kepler resumiam o movimento planetário:(1) os planetas seguem órbitas elípticas, (2) varrem áreas iguais em tempos iguais e (3) o quadrado de um período orbital é proporcional ao cubo do seu semieixo maior. Essas leis descreviam o que aconteceu, mas não ofereciam nenhuma explicação do porquê.

Abordagem de Newton

Newton insistiu que as mesmas forças que atuam sobre uma maçã na Terra também governam os planetas. Ele reconheceu que, na ausência de força, um corpo continua em linha reta. Para explicar as órbitas elípticas observadas, ele inferiu uma força atrativa que puxa cada planeta em direção ao Sol – uma força idêntica àquela que faz as maçãs caírem.

Gravitação Universal

Newton formalizou a gravidade com a equaçãoF=Gm₁m₂⁄r², onde G é a constante gravitacional, m₁ e m₂ são as massas e r é a distância entre elas. Quando aplicada ao movimento planetário, esta lei reproduz as três leis de Kepler e fornece uma descrição unificada tanto da queda dos corpos como da dinâmica orbital.