Los antiguos creían que los planetas y otros cuerpos celestes obedecían un conjunto diferente de leyes de los objetos físicos ordinarios de la Tierra. En el siglo XVII, sin embargo, los astrónomos se habían dado cuenta de que la Tierra misma era un planeta y que, en lugar de ser el centro fijo del universo, gira alrededor del sol como cualquier otro planeta. Armado con este nuevo entendimiento, Newton desarrolló una explicación del movimiento planetario usando las mismas leyes físicas que se aplican en la Tierra.

Sir Isaac Newton

Newton nació en Lincolnshire, Inglaterra, en 1642. En a la edad de 27 años fue nombrado profesor de matemáticas en la Universidad de Cambridge. Su interés particular era la aplicación de métodos matemáticos a las ciencias físicas. El movimiento planetario fue uno de los temas más debatidos de la época, y Newton dedicó gran parte de su esfuerzo al desarrollo de una teoría matemática de esto. El resultado fue su ley de la gravitación universal, que se publicó por primera vez en 1687.

El movimiento de los planetas

En la época de Newton, todo lo que se sabía sobre el movimiento planetario se podía resumir sucintamente en tres leyes atribuidas a Johannes Kepler. La primera ley establece que los planetas se mueven alrededor del sol en órbitas elípticas. La segunda ley establece que un planeta barre áreas iguales en tiempos iguales. De acuerdo con la tercera ley, el cuadrado del período orbital es proporcional al cubo de la distancia al sol. Sin embargo, estas son leyes puramente empíricas. Describen lo que sucede sin explicar por qué sucede.

El enfoque de Newton

Newton estaba convencido de que los planetas deben obedecer las mismas leyes físicas que se observan en la Tierra. Esto significa que debe haber una fuerza invisible actuando sobre ellos. Sabía por experiencia que, en ausencia de una fuerza aplicada, un cuerpo en movimiento continuará en línea recta para siempre. Los planetas, por otro lado, se movían en órbitas elípticas. Newton se preguntó qué tipo de fuerza los haría hacer esto. En un golpe de genio, se dio cuenta de que la respuesta era la gravedad, la misma fuerza que hace que una manzana caiga al suelo en la Tierra.

Gravitación Universal

Newton desarrolló una formulación matemática de la gravedad que explicaba tanto el movimiento de una manzana que caía como el de los planetas. Mostró que la fuerza gravitatoria entre dos objetos es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos. Cuando se aplica al movimiento de un planeta alrededor del sol, esta teoría explica las tres leyes derivadas empíricamente de Kepler.