คำถาม: ไอแซก นิวตัน นั่งอยู่ใต้ต้นอะไรที่ทำให้เขาค้นพบแรงโน้มถ่วงของโลก?

text: การหล่นของผลแอปเปิลทำให้เกิดคำถามอยู่ในใจของนิวตันว่าแรงของโลกที่ทำให้ผลแอปเปิลหล่นน่าจะเป็นแรงเดียวกันกับแรงที่ “ดึง” ดวงจันทร์เอาไว้ไม่ไปที่อื่นและทำให้เกิดโคจรรอบโลกเป็นวงรี ผลการคำนวณเป็นสิ่งยืนยันความคิดนี้แต่ก็ยังไม่แน่ชัดจนกระทั่งการการเขียนจดหมายโต้ตอบระหว่างนิวตันและโรเบิร์ต ฮุก ที่ทำให้นิวตันมีความมั่นใจและยืนยันหลักการกลศาสตร์เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ได้เต็มที่ ในปีเดียวกันนั้น เอ็ดมันด์ ฮัลเลย์ได้มาเยี่ยมนิวตันเพื่อถกเถียงเกี่ยวกับคำถามเรื่องดาวเคราะห์ ฮัลลเลย์ต้องประหลาดใจที่นิวตันกล่าวว่าแรงกระทำระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์ที่ทำให้การวงโคจรรูปวงรีได้นั้นเป็นไปตามกฎกำลังสองที่นิวตันได้พิสูจน์ไว้แล้วนั่นเอง ซึ่งนิวตันได้ส่งเอกสารในเรื่องนี้ไปให้ฮัลเลย์ดูในภายหลังและฮัลเลย์ก็ได้ชักชวนขอให้นิวตันเขียนหนังสือเล่มนี้ขึ้น และหลังการเป็นศัตรูคู่ปรปักษ์ระหว่างนิวตันและฮุกมาเป็นเวลานานเกี่ยวกับการอ้างสิทธิ์ในการเป็นผู้ค้นพบ “กฎกำลังสอง” แห่งการดึงดูด หนังสือเรื่อง "หลักการคณิตศาสตร์ว่าด้วยปรัชญาธรรมชาติ” (Philosophiae naturalist principia mathematica หรือ The Mathematical Principles of Natural Philosophy) ก็ได้รับการตีพิมพ์ เนื้อหาในเล่มอธิบายเรื่องความโน้มถ่วงสากล และเป็นการวางรากฐานของกลศาสตร์ดั้งเดิม (กลศาสตร์คลาสสิก) ผ่านกฎการเคลื่อนที่ ซึ่งนิวตันตั้งขึ้น นอกจากนี้ นิวตันยังมีชื่อเสียงร่วมกับ กอทท์ฟรีด วิลเฮล์ม ไลบ์นิซ ในฐานะที่ต่างเป็นผู้พัฒนาแคลคูลัสเชิงอนุพันธ์อีกด้วย
title: ไอแซก นิวตัน

text: ข้อถกเถียงนี้คลี่คลายเมื่อดาวหางสว่างดวงหนึ่งถูกค้นพบโดย กอตฟรีด เคียช เมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน ค.ศ. 1680 นักดาราศาสตร์ทั่วทั้งยุโรปพากันติดตามเส้นการเดินทางของดาวหางดวงนี้เป็นเวลาหลายเดือน ปี ค.ศ. 1681 นักบวชชาวแซกซอนชื่อ จอร์จ ซามูเอล โดเฟล (Georg Samuel Doerfel) พิสูจน์ได้ว่าดาวหางเป็นวัตถุท้องฟ้าที่เคลื่อนที่บนเส้นทางพาราโบลา โดยมีดวงอาทิตย์เป็นจุดโฟกัส ต่อมาในปี 1687 ไอแซก นิวตัน ได้เขียนในหนังสือ "Principia Mathematica" พิสูจน์ว่าวัตถุที่เคลื่อนที่ไปภายใต้กฎกำลังสองผกผัน (inverse square law) ของแรงโน้มถ่วงในเอกภพ จะต้องมีเส้นทางเป็นวงรีเหมือนภาคตัดของกรวย เขายังพิสูจน์ได้ด้วยว่าเส้นทางดาวหางบนท้องฟ้าเข้ากันพอดีกับเส้นโค้งแบบพาราโบลา โดยใช้ดาวหางปี 1680 เป็นตัวอย่างการคำนวณ
title: ดาวหาง

text: เมื่อ ปี พ.ศ. 2517 เขาได้เป็นสมาชิกที่มีอายุน้อยที่สุดของราชบัณฑิตยสถานของอังกฤษ และได้รับตำแหน่งศาสตราจารย์สาขาฟิสิกส์แรงโน้มถ่วง ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในปี พ.ศ. 2520 และเมื่อในปี พ.ศ. 2522 ก็ได้รับการแต่งตั้งเป็น “เมธีคณิตศาสตร์ลูเคเชียน” (Lucasian Chair of Mathematics - เป็นตำแหน่งที่ตั้งขึ้นครั้งแรกเมื่อ พ.ศ. 2206 (ตรงกับรัชสมัยสมเด็จพระนารายณ์มหาราช) บุคคลที่ 2 ที่ได้รับตำแหน่งนี้ก็คือ เซอร์ไอแซก นิวตัน คนทั่วไปจึงเปรียบเทียบสตีเฟน ฮอว์กิง กับนิวตันและไอนสไตน์) 
title: สตีเฟน ฮอว์กิง

text: ค่าคงตัวความโน้มถ่วงสากล (; G) ค่าคงตัวทางฟิสิกส์ที่ใช้ในการคำนวณแรงโน้มถ่วงระหว่างวัตถุ 2 วัตถุ มักจะปรากฏอยู่ในกฎความโน้มถ่วงสากลของเซอร์ไอแซก นิวตัน และในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ รู้จักในอีกชื่อว่าค่าคงตัวนิวตัน
title: ค่าคงตัวความโน้มถ่วง

text: อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) สามารถที่จะแสดงให้เห็นได้ว่าแรงโน้มถ่วงนั้นเกิดจากความโค้งของกาล-อวกาศ (space-time)หรืออาจจะแปลว่าปริภูมิก็ได้ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเป็นทฤษฎีเชิงเรขาคณิตที่ถือหลักว่ามวลและพลังงานทำให้เกิดการโค้งงอของกาล-อวกาศ การโค้งนี้ส่งผลต่อเส้นทางการเคลื่อนที่ของอนุภาคอิสระรวมทั้งแสง และเขาก็สามารถที่จะลบล้างสมมติฐานของนิวตันที่ว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงแพร่กระจายตัวออกไปอย่างทันทีทันใดของแรงโน้มถ่วงลงได้อีกด้วย
title: วงโคจร

text: ใน ค.ศ. 1687 ไอแซก นิวตัน ตีพิมพ์ "Principia Mathematica," อันมีรายละเอียดของทฤษฎีสองข้อที่ครอบคลุมและประสบความสำเร็จ คือ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน จากสิ่งที่ทำให้เกิด กลศาสตร์คลาสสิก และ กฎความโน้มถ่วงของนิวตัน ซึ่งบรรยาย แรงพื้นฐาน ของ ความโน้มถ่วง ทั้งสองทฤษฎีเข้ากับผลการทดลองได้ดี กฎความโน้มอ่วงนำไปสู่สาขาวิชา astrophysics ซึ่งบรรยายปรากฏการณ์ทาง ดาราศาสตร์ โดยใช้ทฤษฎีทางฟิสิกส์
title: ประวัติศาสตร์ฟิสิกส์

text: ไอแซก นิวตัน คิดว่าเวลาและพื้นที่ (สเปซ) เป็นมิติสำหรับเหตุการณ์ต่าง ๆ ดังที่เขากล่าวว่า
ไอน์สไตน์คิดว่า เวลามีความสัมพัทธกับความเร็วแสง กล่าวคือ หากแสงเดินทางช้าลงก็จะไปดึงเวลาให้เดินเร็วขึ้น เพื่อชดเชยกับความเร็วแสงที่สูญเสียไป ทำให้แสงเดินทางด้วยความเร็วคงที่อยู่ตลอดเวลา โดยปัจจัยที่ทำให้แสงเดินทางช้าลงเช่น แรงโน้มถ่วงคือ ในที่ๆไม่มีแรงโน้มถ่วงเวลาจะเดินเร็วกว่าในที่ที่มีแรงโน้มถ่วง ซึ่งจากทฤษฎีของไอน์สไตน์ทำให้พบว่า การส่งดาวเทียมขึ้นไปนอกโลกเพื่อรายงานผลกลับมายังพื้นโลกนั้น ต้องหักค่าความต่างของเวลาออกไป เพื่อให้ข้อมูลที่ส่งมาเป็นข้อมูลที่เป็นจริง 
title: เวลา

text: พื้นฐานสำหรับการทำความเข้าใจในยุคสมัยใหม่เกี่ยวกับวงโคจรเป็นสูตรแรกที่คิดขึ้นโดยโยฮันเนส เคปเลอร์ที่มีผลการสรุปในสามกฎของการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ประการแรกเขาพบว่าวงโคจรของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเราเป็นวงรี ไม่ได้เป็นวงกลม (หรือ epicyclic) ดังเช่นที่เคยเชื่อกัน และยังกล่าวว่าดวงอาทิตย์ไม่ได้อยู่ที่ศูนย์กลางของวงโคจร แต่อยู่ที่จุดโฟกัสจุดหนึ่ง ประการที่สอง เขาพบว่าความเร็วของการโคจรของดาวเคราะห์แต่ละดวงไม่คงที่ดังที่เคยคิดไว้ก่อนหน้านี้ว่าเวลาที่ดาวเคราะห์ใช้โคจรรอบดวงอาทิตย์ คาบเวลาเท่ากันจะกวาดได้พื้นที่เท่ากัน แต่พบว่าความเร็วขึ้นอยู่กับระยะห่างของดาวเคราะห์จากดวงอาทิตย์ ประการที่สามเคปเลอร์พบความสัมพันธ์สากลระหว่างสมบัติการโคจรของดาวเคราะห์ทั้งหมดที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ สำหรับดาวเคราะห์, กำลังสามของระยะทางจากดวงอาทิตย์เป็นสัดส่วนกับกำลังสองของคาบการโคจรของมัน ยกตัวอย่างเช่น ดาวพฤหัสบดีและดาวศุกร์จะมีระยะห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 5.2 และ 0.723 หน่วยดาราศาสตร์ (AU), มีคาบการโคจรประมาณ 11.86 ปี และ 0.615 ปี ตามลำดับ ความเป็นสัดส่วนกันนั้นจะเห็นได้โดยข้อเท็จจริงที่อัตราส่วนดังกล่าวสำหรับดาวพฤหัสบดีเป็น 5.2/11.86, สำหรับดาวศุกร์เป็น 0.723/0.615 สอดคล้องกับความสัมพันธ์กันตามกฏดังกล่าว ไม่ว่าจะเป็นดาวเคราะห์ดวงใดก็ตามประการที่ 3 นี้เรียกว่า “กฎฮาร์มอนิก” (Harmonic Law)
ไอแซก นิวตัน ได้แสดงให้เห็นว่ากฎของเคปเลอร์เป็นสิ่งที่สืบเนื่องมาจากทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของเขาและกล่าวอีกว่า, โดยทั่วไปแล้ว วงโคจรของวัตถุอันเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงคือภาคตัดกรวยถ้าแรงโน้มถ่วงถูกแพร่กระจายออกอย่างทันทีทันใด นิวตันแสดงให้เห็นว่าคู่ของวัตถุ, ขนาดวงโคจร, จะเป็นสัดส่วนผกผันกับมวลของมันเอง, วัตถุนั้นจะโคจรไปรอบๆของ ศูนย์กลางมวล (center of mass) ร่วมกัน เมื่อวัตถุหนึ่งที่มีขนาดของมวลมากกว่าขนาดของมวลอื่น ๆ มันจะเป็นการประมาณการที่สะดวกในการที่จะใช้เป็นศูนย์กลางของมวลนั้นที่มีความสอดคล้องต้องกันกับศูนย์กลางมวลของวัตถุที่มีขนาดมวลที่มีขนาดมากกว่า
title: วงโคจร

text: ปัญหาหลายวัตถุ หรือ ปัญหา n วัตถุ () คือการหาผลสืบเนื่องของการเคลื่อนที่ในวิชากลศาสตร์ดั้งเดิม จากค่ากำหนดได้แก่ ตำแหน่งเริ่มต้น มวล และความเร็วของวัตถุหลายชิ้น (หรือเรียกว่า วัตถุ n ชิ้น) ตัวอย่างของปัญหาหลายวัตถุได้แก่ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน และ กฎแรงโน้มถ่วงของนิวตัน
title: ปัญหาหลายวัตถุ

text: ตัวอย่างที่ถูกใช้กับความเร่งสม่ำเสมอมากที่สุดก็คือการตกของวัตถุแบบเสรีภายใต้สนามแรงโน้มถ่วงซึ่งไม่คิดแรงต้านอากาศโดยใช้ค่าความโน้มถ่วงมาตรฐาน (หรือจะเรียกว่า "ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง") ตามกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันข้อที่สอง แรงที่ F กระทำต่อวัตถุ จะได้ว่า
title: ความเร่ง

text: 2.การเคลื่อนไหวหนีแรงโน้มถ่วงของโลก (Negative gravitropism) ลำต้นของพืชจะเจริญไปในทิศตรงข้ามกับแรงโน้มถ่วงของโลกเสมอเมื่อให้ลำต้นพืชทอดนอนไปตามพื้นจะเห็นปลายยอดชูสูงขึ้นทั้งนี้เนื้องจากทางด้านล่างของลำต้นมีออกซินสูงกว่าด้านบนที่ลำต้นและปลายยอดตอบสนองต่อ 
ออกซินในปริมาณสูงโดยเซลล์แบ่งตัวได้ดีกว่าด้านที่มี ออกซินน้อยกว่าทำให้เซลล์แบ่งตัวได้มากกว่าจึงโค้งขึ้นหรือหนีแรงโน้มถ่วงของโลก
title: การเบนเนื่องจากความโน้มถ่วง

text: นอกเหนือจากที่เข้าร่วมมามีส่วนในการปรับปรุงระบบสุริยะ นิวตันได้กล่าวถึงการทำงานของพระเจ้าที่เข้ามาแทรกแซงเพื่อป้องกันดวงดาวต่างๆ ชนกัน และบางครั้งคำกล่าวนี้รวมไปถึงการที่พระเจ้าทรงป้องกันไม่ให้จักรวาลนั้นเสื่อมสลายไปเนื่องจากผลของความหนืดและแรงเสียดทาน.[32] ในการโต้ตอบส่วนตัวนิวตันบางครั้งได้กล่าวเป็นนัยว่าแรงโน้มถ่วงแท้จริงคืออิทธิพลมาจากสิ่งที่ไม่เป็นสสาร:
title: ความคิดเห็นทางศาสนาของไอแซค นิวตัน

text: โดยที่ formula_5 เป็นค่าคงที่แทนมวลของจุดแทนมวล "n" และ formula_6 เป็นฟังก์ชันเวกเตอร์ 3 มิติของตัวแปรเวลา "t" ที่บ่งชี้ถึงตำแหน่งของจุดแทนมวล หากแสดงอย่างง่าย สมการนี้ก็คือ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันข้อที่สอง ด้านซ้ายของสมการคืออัตราเร่ง มวล-เวลา ของอนุภาคตัวที่ "j" ส่วนทางด้านขวาของสมการเป็นผลรวมของแรงทั้งหมดที่กระทำต่ออนุภาคนั้น ในที่นี้สมมุติว่าแรงที่กระทำต่ออนุภาคคือแรงโน้มถ่วง เมื่อพิจารณาด้วยกฎแรงโน้มถ่วงสากลของนิวตัน แรงนี้จึงแปรผันโดยตรงต่อปริมาณมวลที่เกี่ยวข้อง และแปรผกผันเป็นกำลังสองกับระยะห่างระหว่างมวล
title: ปัญหาหลายวัตถุ

text: ระหว่างทศวรรษที่ 1920 – 1930 เฟลิกซ์ แอนดรีส์ เวนิ่ง ไมเนสซ์ ได้พัฒนาเครื่องมือวัดแรงโน้มถ่วงโลกที่สามารถวัดค่าแรงโน้มถ่วงโลกในสภาพแวดล้อมใต้ทะเลที่เสถียรและได้ทำการวัดค่าแรงโน้มถ่วงเหนือร่องลึกก้นสมุทรด้วย จากค่าแรงโน้มถ่วงที่เขาวัดได้ชี้ชัดว่าร่องลึกก้นสมุทรเป็นบริเวณที่เว้าลึกลงไปในเนื้อโลก แนวคิดเรื่องลักษณะที่เว้าลึกลงไปตรงบริเวณร่องลึกก้นสมุทรถูกทำให้เป็นรูปเป็นร่างขึ้นมาโดยกริ๊กกส์ในปี 1939 ด้วยสมมุติฐานเทคโทยีน ซึ่งเขาได้พัฒนาแบบจำลองเปรียบเทียบมีรูปลักษณะเป็นรูปกลองคู่หมุนได้ ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ได้มีการปรับปรุงข้อมูลลักษณะพื้นผิวก้นทะเลในมหาสมุทรแปซิฟิกโดยเฉพาะอย่างยิ่งทางด้านตะวันตกและทางด้านเหนือที่ทำให้เห็นแนวร่องลึกเป็นแนวยาวชัดเจนขึ้น ความพยายามในการวิจัยห้วงทะเลลึกมีการเติบโตอย่างรวดเร็วโดยเฉพาะอย่างยิ่งมีการใช้เครื่องกำเนิดเสียงสะท้อนกันอย่างกว้างขวางในช่วงทศวรรษที่ 1950 – 1960 ที่ช่วยยืนยันคุณประโยชน์ของคำศัพท์ในเชิงรูปลักษณ์สัณฐานนี้ มีการค้นพบร่องลึกก้นทะเลที่สำคัญๆ มีการเก็บตัวอย่างและมีการวัดความลึกได้อย่างแม่นยำมากขึ้น ช่วงระยะเวลาของการสำรวจร่องลึกก้นทะเลได้บรรลุถึงจุดสุดยอดในปี 1960 ที่ทำให้ทราบถึงลักษณะที่ชัดเจนด้วยการดำดิ่งลงไปถึงก้นทะเลที่ร่องลึกชาลเลนเจอร์ หลังจากนั้นโรเบิร์ต ไดเอตซ์ และฮาร์รี เฮสส์ ได้สร้างสมมุติฐานการแยกแผ่ออกไปของแผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทร (seafloor spreading) ในช่วงต้นของทศวรรษที่ 1960 และพัฒนาไปเป็นเพลตเทคโทนิกในช่วงปลายของทศวรรษจนทำให้คำว่า “ร่องลึกก้นสมุทร” ได้รับการนิยามอีกครั้งในเชิงเทคโทนิกและความหมายทางพื้นผิวก้นมหาสมุทร 
title: ร่องลึกก้นสมุทร

text: มุมมองของนิวตันนั้นกล่าวกันว่าเป็นลัทธิเทวัสนิยมซึ่งเหล่านักเขียนชีวประวัติและนักวิชาการทั้งหลายต่างก็พาให้เขาเป็นนักเทวนิยมผู้ซึ่งได้รับอิทธิพลอย่างสูงจากความเป็นคริสเตียน.[34][35][36][37] อย่างไรก็ดีเขาแตกต่างจากความเป็นเทวนิยมที่เคร่งครัดตรงที่เขาอ้างถึงพระเจ้าว่าเป็นลักษณะทางกายภาพแบบพิเศษที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์.[22] เขายังได้เตือนถึงการใช้กฎของแรงโน้มถ่วงที่จะมองจักรวาลว่าเป็นเพียงเครื่องจักรชิ้นหนึ่ง, ดังเช่นนาฬิกาเรือนใหญ่, เขากล่าวว่า:
title: ความคิดเห็นทางศาสนาของไอแซค นิวตัน

text: ในแบบจำลองทางฟิสิกส์ เราใช้ระบบ"เป็นจุด" กล่าวคือเราแทนวัตถุด้วยจุดหนึ่งมิติที่ศูนย์กลางมวลของมัน การเปลี่ยนแปลงเพียงชนิดเดียวที่เกิดขึ้นได้กับวัตถุก็คือการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัม (อัตราเร็ว) ของมัน ตั้งแต่มีการเสนอทฤษฎีอะตอมขึ้น ระบบทางฟิสิกส์ใดๆ จะถูกมองในวิชาฟิสิกส์ดั้งเดิมว่าประกอบขึ้นจากระบบเป็นจุดมากมายที่เรียกว่าอะตอมหรือโมเลกุล เพราะฉะนั้น แรงต่างๆ สามารถนิยามได้ว่าเป็นผลกระทบของมัน นั่นก็คือเป็นการเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ที่มันได้รับบนระบบเป็นจุด การเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่นั้นสามารถระบุจำนวนได้โดยความเร่ง (อนุพันธ์ของความเร็ว) การค้นพบของไอแซก นิวตันที่ว่าแรงจะทำให้เกิดความเร่งโดยแปรผกผันกับปริมาณที่เรียกว่ามวล ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับอัตราเร็วของระบบ เรียกว่ากฎข้อที่สองของนิวตัน กฎนี้ทำให้เราสามารถทำนายผลกระทบของแรงต่อระบบเป็นจุดใดๆ ที่เราทราบมวล กฎนั้นมักจะเขียนดังนี้
title: แรง

text: จากกฎความโน้มถ่วงของนิวตัน ความโน้มถ่วงของโลกที่กระทำกับมวลใด ๆ จะขึ้นอยู่กับระยะทางระหว่างศูนย์กลางมวลของโลกกับศูนย์กลางมวลวัตถุยกกำลังสอง ดังนั้นแรงโน้มถ่วงของโลกบริเวณต่าง ๆ จึงมีค่าไม่เท่ากัน และเนื่องจากโลกมีการหมุนรอบตัวเองมีผลทำให้เกิดแรงหนีศูนย์กลาง แรงหนีศูนย์กลางนี้จะหักล้างกับแรงโน้มถ่วงของโลก แรงหนีศูนย์กลางจะมีค่ามากที่สุดบริเวณเส้นศูนย์สูตร และมีค่าน้อยที่สุดบริเวณขั้วโลก ผลของแรงหนีศูนย์กลางนี้ทำให้แรงโน้มถ่วงของโลกบริเวณเส้นศูนย์สูตรมีค่าน้อยกว่าแรงโน้มถ่วงของโลกบริเวณขั้วโลกเหนือ นอกจากนั้น โลกก็มิได้เป็นทรงกลมโดยสมบูรณ์ แต่แป้นตรงกลางเล็กน้อยคล้ายผลส้ม ทำให้ระยะห่างจากจุดศูนย์กลางของโลกถึงพื้นผิวโลกแปรผันไปตามละติจูด
title: ความโน้มถ่วง

text: ชาวคณิตศาสตร์สมัยก่อนที่ทำการคำนวณโดยใช้กฎแรงโน้มถ่วงของนิวตัน ได้ค้นพบว่าถ้าหากเทหวัตถุสองชนิด (เช่นดวงอาทิตย์กับโลก) โคจรรอบกันแล้ว จะมีจุดจุดหนึ่งที่แน่นอนในอวกาศ ที่ซึ่งเทหวัตถุขนาดเล็ก (อย่างเช่นดาวเคราะห์น้อยหรือสถานีอวกาศ) สามารถคงอยู่ในแนวโคจรที่เสถียร จุดนี้เรียกว่าจุดลากรานจ์ (Lagrangian points) ระหว่างดวงอาทิตย์กับโลกนั้นมีจุดลากรานจ์จำนวน 5 จุด ซึ่งมี 2 จุดในแนวโคจรของโลกที่ทำมุม 60 องศากับดวงอาทิตย์และโลกพอดี นั่นคือเมื่อเชื่อมจุดศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ โลก และจุดหนึ่งในสองจุดนั้น จะได้เป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่า นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบแล้วว่ามีดาวเคราะห์น้อยจำนวนหนึ่งอยู่ที่จุดเหล่านี้ แต่การทำให้สถานีอวกาศรักษาตำแหน่งอยู่ที่จุดลากรานจ์ในทางปฏิบัติยังเป็นข้อถกเถียงกันอยู่ ด้วยเหตุผลที่ว่า ถึงแม้ว่ามันจะไม่จำเป็นที่จะต้องปรับแต่งเส้นทาง มันก็อาจจะชนเข้ากับดาวเคราะห์น้อยที่มีอยู่ ณ ตำแหน่งนั้นโดยบ่อยครั้ง แต่ปัจจุบันนี้ก็มีดาวเทียมและเครื่องสังเกตการณ์อวกาศโคจรอยู่บนจุดลากรานจ์อื่นที่เสถียรน้อยกว่า
title: รูปหลายเหลี่ยม

text: นอกจากนี้ เฮนรี่ คาเวนดิช ได้รู้จักกันดีว่าเป็นผู้ค้นพบค่าคงตัวโน้มถ่วงสากล ค่านั้นคือ 6.67x10¹¹ (G) ซึ่งได้จากการทดลองด้วยเครื่องมือที่สร้างโดยจอห์น มิตเชล ซึ่งถึงแก่กรรมก่อนที่คาเวนดิชจะทดลองเสียอีก เครื่องมือที่ว่านั้นประกอบด้วยตาชั่งแบบบิด สำหรับใช้วัดแรงดึงดูดของลูกกลมตะกั่วสองลูก ทำให้เขาได้ค่าคงตัวโน้มถ่วงสากลตามกฎแรงดึงดูดระหว่างมวลของนิวตัน และเขาได้นำไปคำนวณมวลของโลก ซึ่งค่านี้เป็นที่ยอมรับมาจนถึงช่วงศตวรรษที่ 20
title: เฮนรี คาเวนดิช

text: ในกฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน, แรงโน้มถ่วงเป็นแรงภายนอกที่ส่งผ่านโดยวิธีการที่ไม่มีใครทราบ ในศตวรรษที่ 20, แบบจำลองของนิวตันก็ถูกแทนที่ด้วยสัมพัทธภาพทั่วไปที่แรงโน้มถ่วงไม่ได้เป็นแรง แต่เป็นผลมาจากรูปทรงทางเรขาคณิตของกาล-อวกาศ ภายใต้หลักสัมพัทธภาพทั่วไปนั้น แรงต้านแรงโน้มถ่วงเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ยกเว้นเสียแต่ว่าจะเกิดขึ้นภายใต้สถานการณ์ที่ได้ถูกสร้างขึ้นมา ฟิสิกส์ควอนตัมได้ตั้งสมมติฐานการดำรงอยู่ของ กราวิตอน (graviton), กลุ่มของอนุภาคมูลฐานที่ปราศจากมวลซึ่งเป็นสื่อส่งผ่านแรง, และความเป็นไปได้ของการสร้างหรือการทำลายเหล่านี้ก็ไม่มีความชัดเจน
title: แรงต้านแรงโน้มถ่วง

text: สนามคลาสสิกเป็นฟังก์ชันที่กำหนดไว้เหนือบริเวณบางส่วนของอวกาศและเวลา สองปรากฏการณ์ที่ได้รับการอธิบายโดยสนามแบบคลาสสิกคือ ความโน้มถ่วงของนิวตันอธิบายโดยสนามแรงโน้มถ่วงของนิวตัน g(x, "t"),
title: ทฤษฎีสนามควอนตัม

text: หากอนุภาคกราวิตอนมีจริง คาดว่าจะไม่มีมวล เนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่ปรากฏอยู่ไม่มีขอบเขตจำกัด และเป็นอนุภาคโบซอนที่มีสปินเท่ากับ 2 ค่าสปินนี้ได้จากความจริงที่ว่าแหล่งกำเนิดของแรงโน้มถ่วงเป็นเทนเซอร์ความเค้น–พลังงาน ซึ่งเป็นเทนเซอร์อันดับ 2 (เปรียบเทียบกับโฟตอนของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีสปินเป็น 1 มีแหล่งกำเนิดเป็นความหนาแน่นกระแสสี่มิติ ซึ่งเป็นเทนเซอร์อันดับ 1) นอกจากนี้ยังสามารถแสดงให้เห็นว่าสนามแรงจากอนุภาคไร้มวลที่มีสปิน 2 ยังให้แรงที่ไม่แตกต่างจากแรงโน้มถ่วงอีกด้วย ทำให้อนุมานได้ว่าหากพบอนุภาคไร้มวลที่มีสปิน 2 แล้ว อนุภาคนั้นควรจะเป็นกราวิตอน การค้นพบกราวิตอนจะนำไปสู่การรวมแรงโน้มถ่วงเข้ากับทฤษฎีควอนตัม
title: กราวิตอน

text: ทางเลือกในการเสนอสมบัติทางกายภาพของอนุภาคที่เป็นสสารมืด ถูกสมมุติขึ้นแต่ค่าที่ได้จากการสำรวจยังไม่สอดคล้องกับสิ่งที่สมมุติขึ้นเพราะความเข้าใจเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงยังไม่สมบูรณ์ เพื่อจะอธิบายให้ดียิ่งขึ้น แรงโน้มถ่วงที่ได้จากการสำรวจต้องมีค่ามากกว่า Newtonian มาก ๆ หนึ่งในทฤษฎีที่นำมาใช้คือ Modified Newtonian Dynamics(MOND) ซึ่งเป็นการพิจารณากฎนิวตันพื้นฐานด้วนความเร่งที่มีค่าน้อย ๆอย่างไรก็ตามโครงสร้างความสัมพันธ์ของ MOND นั้นคำนวณยากมากอีกทั้งยังมีข้อจำกัดบางอย่างที่ไม่สามารถอธิบายได้เช่น การเคลื่อนที่ของแสงผ่านเลนส์โน้มถ่วงแล้วหักเหไปรอบ ๆ ดาราจักร แต่ MOND ก็เป็นแนวคิดเริ่มต้นทำให้มีการพัฒนาต่อมา Jacob Bekenstein ได้สร้างทฤษฎีใหม่ขึ้นคือ Tensor-Vector-Scalar เรียกอีกอย่างว่า TeVeS ซึ่งสามารถแก้ปัญหาที่กล่าวมาแล้วได้ อย่างไรก็ตามก็มีการสำรวจต่อมาในปี 2006 ศึกษาการชนกันของดาราจักรแต่ผลที่ได้ยังไม่สามารถใช้ทฤษฎีนี้อธิบายได้
และในปี 2007 John W. Moffatt ก็เสนอทฤษฎี MOG(modified gravity) ซึ่งสามารถอธิบายการชนกันของดาราจักรได้
title: สสารมืด

text: ทฤษฎีพื้นฐานของแรงถูกพัฒนาจากการรวมกันของแนวคิดที่ต่างกัน ยกตัวอย่างเช่น ไอแซก นิวตัน ได้ตั้ง ทฤษฎีโน้มถ่วงสากล  จะเป็นแรงที่ตอบสนองต่อวัตถุให้ตกลงมาสู้พื้นโลก ด้วยแรงดึงดูดระหว่างมวลของโลกกับดวงจันทร์ และแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์ในระบบสุริยะจักรวาล ไมเคิล ฟาราเดย์ และ เจมส์ เคิร์ก แม๊กซ์เวล สาธิตให้เห็นว่าแรงไฟฟ้า และแรงแม่เหล็ก สามารถรวมเป็นแรงเดียวกันได้ผ่าน ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า 
title: แรง

text: นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส โจเซฟ-หลุยส์ ลากรองจ์ มักพูดบ่อยๆ ว่านิวตันเป็นอัจฉริยะที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่เคยมีมา มีอยู่ครั้งหนึ่งเขากล่าวว่า นิวตันนั้น "โชคดีที่สุด เพราะเราไม่อาจค้นพบระบบของโลกได้มากกว่า 1 ครั้ง"[38] กวีชาวอังกฤษ อเล็กซานเดอร์ โพพ ได้รับแรงบันดาลใจจากความสำเร็จของนิวตัน และเขียนบทกวีที่โด่งดังมาก ดังนี้:
title: ไอแซก นิวตัน

text: ต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 กฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตันเป็นที่ยอมรับกันกว่าสองร้อยปีว่าเป็นคำอธิบายสมเหตุสมผลของแรงโน้มถ่วงระหว่างมวล ในแบบจำลองของนิวตัน ความโน้มถ่วงเป็นผลของแรงดึงดูดระหว่างวัตถุขนาดมหึมา แม้นิวตันประสบปัญหาจากธรรมชาติที่ไม่รู้ของแรงนั้น แต่กรอบพื้นฐานประสบความสำเร็จอย่างยิ่งในการอธิบายการเคลื่อนที่
title: บทนำทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

text: เคปเลอร์ได้คิดค้นระบบแบบใหม่ขึ้นโดยปรับปรุงจากแบบจำลองเดิมของโคเปอร์นิคัส ทำให้รายละเอียดการโคจรต่าง ๆ ของดาวเคราะห์และดวงอาทิตย์ที่ศูนย์กลางสมบูรณ์ถูกต้องมากยิ่งขึ้น แต่เคปเลอร์ก็ไม่ประสบความสำเร็จในการนำเสนอทฤษฎีนี้เนื่องจากกฎหมายในยุคสมัยนั้น จนกระทั่งต่อมาถึงยุคสมัยของเซอร์ ไอแซค นิวตัน ผู้คิดค้นหลักกลศาสตร์ท้องฟ้าและกฎแรงโน้มถ่วงซึ่งสามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ได้อย่างสมบูรณ์ นิวตันยังได้คิดค้นกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงขึ้นด้วย
title: ดาราศาสตร์

text: เดือนมิถุนายน พ.ศ. 2204 นิวตันได้เข้าเรียนที่วิทยาลัยทรินิตี้ เคมบริดจ์ ในฐานะซิซาร์ (sizar; คือทุนชนิดหนึ่งซึ่งนักศึกษาต้องทำงานเพื่อแลกกับที่พัก อาหาร และค่าธรรมเนียม)[8] ในยุคนั้นการเรียนการสอนในวิทยาลัยตั้งอยู่บนพื้นฐานแนวคิดของอริสโตเติล แต่นิวตันชอบศึกษาแนวคิดของนักปรัชญายุคใหม่คนอื่นๆ ที่ทันสมัยกว่า เช่น เดส์การ์ตส์ และนักดาราศาสตร์ เช่น โคเปอร์นิคัส, กาลิเลโอ และเคปเลอร์ เป็นต้น ปี ค.ศ. 1665 เขาค้นพบทฤษฎีบททวินามและเริ่มพัฒนาทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ซึ่งต่อมากลายเป็นแคลคูลัสกณิกนันต์ นิวตันได้รับปริญญาในเดือนสิงหาคม ค.ศ. 1665 หลังจากนั้นไม่นาน มหาวิทยาลัยต้องปิดลงชั่วคราวเนื่องจากเกิดโรคระบาดครั้งใหญ่ แม้เมื่อศึกษาในเคมบริดจ์เขาจะไม่มีอะไรโดดเด่น[9] แต่การศึกษาด้วยตนเองที่บ้านในวูลส์ธอร์พตลอดช่วง 2 ปีต่อมาได้สร้างพัฒนาการแก่ทฤษฎีเกี่ยวกับแคลคูลัส ธรรมชาติของแสงสว่าง และกฎแรงโน้มถ่วงของเขาอย่างมาก นิวตันได้ทำการทดลองเกี่ยวกับแสงอาทิตย์อย่างหลากหลายด้วยแท่งแก้วปริซึมและสรุปว่ารังสีต่างๆ ของแสงซึ่งนอกจากจะมีสีแตกต่างกันแล้วยังมีภาวะการหักเหต่างกันด้วย การค้นพบที่เป็นการอธิบายว่าเหตุที่ภาพที่เห็นภายในกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้เลนส์แก้วไม่ชัดเจน ก็เนื่องมาจากมุมในการหักเหของลำแสงที่ผ่านแก้วเลนส์แตกต่างกัน ทำให้ระยะโฟกัสต่างกันด้วย จึงเป็นไม่ได้ที่จะได้ภาพที่ชัดด้วยเลนส์แก้ว การค้นพบนี้กลายเป็นพื้นฐานในการพัฒนากล้องโทรทรรศน์แบบกระจกเงาสะท้อนแสงที่สมบูรณ์โดยวิลเลียม เฮอร์เชล และ เอิร์ลแห่งโรส ในเวลาต่อมา ในเวลาเดียวกับการทดลองเรื่องแสงสว่าง นิวตันก็ได้เริ่มงานเกี่ยวกับแนวคิดในเรื่องการโคจรของดาวเคราะห์
title: ไอแซก นิวตัน

text: อังกฤษและสกอตแลนด์เคยเป็นศูนย์กลางในการเป็นผู้นำการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ตั้งแต่ศตวรรษที่ 17[169] และสหราชอาณาจักรได้เป็นผู้นำการปฏิวัติอุตสาหกรรมจากศตวรรษที่ 18 [170] และต่อมาก็ยังคงผลิตนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรที่ได้รับการยกย่องกับความก้าวหน้าที่สำคัญ ๆ ของวงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี [171] นักทฤษฎีสำคัญ ๆ จากศตวรรษที่ 17 และ 18 รวมถึง ไอแซก นิวตัน ซึ่งกฎการเคลื่อนที่และแรงโน้มถ่วงของเขาได้รับการยอมรับว่าเป็นหลักสำคัญของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่,[172] จากศตวรรษที่ 19 ชาร์ลส์ ดาร์วิน ผู้ค้นพบทฤษฎีวิวัฒนาการโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ซึ่งเป็นพื้นฐานการพัฒนาของชีววิทยาที่ทันสมัย ​​และเจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์ ผู้ตั้งสูตรทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าแบบคลาสสิก และเมื่อเร็ว ๆ นี้ สตีเฟ่น ฮอว์คิง ผู้สร้างความก้าวหน้าด้านทฤษฎีที่สำคัญในสาขาของจักรวาล, แรงโน้มถ่วงควอนตัมและการตรวจสอบหลุมดำ.[173] การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญนับจากศตวรรษที่ 18 ประกอบด้วย ไฮโดรเจนโดยเฮนรี คาเวนดิช [174] ยาปฏิชีวนะในศตวรรษที่ 20 โดยอเล็กซานเดอร์ เฟลมมิง,[175] และโครงสร้าง ดีเอ็นเอ โดยฟรานซิส คริก เป็นต้น [176] โครงการวิศวกรรมและการนำไปประยุกต์ใช้งานขนาดใหญ่โดยคนในสหราชอาณาจักรในศตวรรษที่ 18 รวมถึง หัวรถจักรไอน้ ซึ่งพัฒนาโดย ริชาร์ด ทรีวิธิค และ แอนดรู วิเวียน, [177] จากศตวรรษที่ 19 มอเตอร์ไฟฟ้าโดยไมเคิล ฟาราเดย์, หลอดไฟใช้ไส้ โดยโจเซฟ สวอน,[178] และโทรศัพท์ ในทางปฏิบัติตัวแรกที่จดสิทธิบัตรโดย อเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์, [179] และ ในศตวรรษที่ 20 ระบบโทรทัศน์ที่ทำงานได้ครั้งแรกของโลกโดยจอห์น โลจี เบร์ด เป็นต้น [180] เครื่องยนต์เจ็ทโดยแฟรงก์ วิตเทิล, พื้นฐานของคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัย​โดยอลัน ทัวริง และ เวิลด์ไวด์เว็บ โดยทิม เบอร์เนิร์ส-ลี [181] การวิจัยและพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ยังคงเป็นสิ่งสำคัญในมหาวิทยาลัยของอังกฤษ ที่มี การจัดตั้งอุทยานวิทยาศาสตร์จำนวนมากเพื่ออำนวยความสะดวกการผลิตและการทำงานร่วมกับภาคอุตสาหกรรม.[182] ระหว่างปี ค.ศ. 2004 - 2008 สหราชอาณาจักรได้ผลิตงาน 7% ของงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ของโลก และมีส่วนแบ่ง 8% ของการอ้างอิงทางวิทยาศาสตร์เป็นอันดับที่สาม ซึ่งเป็นอันดับสามและอันดับสองที่สูงที่สุดในโลก (รองจากสหรัฐฯ และจีน, และสหรัฐอเมริกา ตามลำดับ).[183] วารสารทางวิทยาศาสตร์ที่ผลิตขึ้นในสหราชอาณาจักร รวมถึง ธรรมชาติ, วารสารการแพทย์อังกฤษ และมีดสำหรับการแพทย์[184]
title: สหราชอาณาจักร

text: งานเขียนในปี พ.ศ. 2230 เรื่อง Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (เรียกกันโดยทั่วไปว่า Principia) ถือเป็นหนึ่งในหนังสือที่มีอิทธิพลที่สุดในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ เป็นรากฐานของวิชากลศาสตร์ดั้งเดิม ในงานเขียนชิ้นนี้ นิวตันพรรณนาถึง กฎแรงโน้มถ่วงสากล และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน ซึ่งเป็นกฎทางวิทยาศาสตร์อันเป็นเสาหลักของการศึกษาจักรวาลทางกายภาพตลอดช่วง 3 ศตวรรษถัดมา นิวตันแสดงให้เห็นว่า การเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆ บนโลกและวัตถุท้องฟ้าล้วนอยู่ภายใต้กฎธรรมชาติชนิดเดียวกัน โดยแสดงให้เห็นความสอดคล้องระหว่างกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ของเคปเลอร์กับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของตน ซึ่งช่วยยืนยันแนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางจักรวาล และช่วยให้การปฏิวัติวิทยาศาสตร์ก้าวหน้ายิ่งขึ้น
title: ไอแซก นิวตัน