Las leyes del movimiento de Newton dominaron la ciencia durante dos siglos. Con algunas modificaciones siguen siendo la base del estudio del movimiento hasta nuestros días. En la época de Newton y en las generaciones inmediatas la que causo más sensación fue la ley de la gravitación universal.
Una de las posibles reacciones a la ley de la gravitación universal fue que, en virtud de su regularidad y de la facilidad de observación, los movimientos de los cuerpos celestes habían sido ya estudiados y registrados con notable precisión desde hacía mucho en la época de Newton. Los fenómenos eran fáciles de observar y no representaban dificultades de experimentación. Se trataba simplemente de ir perfeccionando los instrumentos y acumulando datos, procesos iniciados desde las primeras civilizaciones. Las razones de que se hicieran tales estudios han sido oscuras y diversas. A algunos los movió la mera curiosidad, o bien la esperanza de descubrir alguna regularidad de importancia filosófica. Tal regularidad la había ya descubierto Johannes Kepler, aportando una base firme a la labor de Newton.
La ley de la gravitación universal según Newton establece que: todos los cuerpos son atraídos mutuamente por una fuerza proporcional al producto de sus masas y, además inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. En lenguaje matemático la ley de la gravitación universal es:
F=G Mm/r^2
Donde M y m son las masas de los objetos en cuestión, r la distancia que los separa y G una constante universal.
Newton se vio obligado desde el principio, para explicar el movimiento de los cuerpos cadentes, a postular una fuerza proporcional a la masa del cuerpo que cae. ¿Cómo podría obrar semejante fuerza? Después de haber Galileo argumentado convincentemente que los cuerpos cadentes también se movían, Newton difícilmente podía volver a ideas anteriores y atribuir esta acción al medio, por eso, inevitablemente el pensamiento newtoniano lo orientó hacia el concepto de una “acción a distancia”, desarrollada entre dos objetos que no están en contacto. Para la mayoría de sus iguales en ciencia, y para él mismo Newton, era éste el aspecto más inquietante de la ley de la gravedad. Pero de acuerdo a lo realizado por Galileo, no podía ser de otra manera.
El problema siguiente era descubrir la identidad del “otro cuerpo” que pedía la tercera ley. Y, nuevamente, aparecía un candidato muy lógico: la Tierra.
En este punto intervienen decisivamente la tercera ley, que no distingue entre la Tierra y una manzana que cae (por ejemplo). La fuerza entre una y otra es la misma. La inmensa disparidad de sus masas es la que hace que la manzana caiga mientras que la Tierra se mueve imperceptiblemente. Surgían dos preguntas: ¿por qué hacer la distinción entre los dos cuerpos en la ley de la fuerza misma? Si la fuerza tiene que ser proporcional a la masa de la manzana, ¿por qué no ha de ser también proporcional a la masa de la Tierra?
Las leyes universales del movimiento, que se aplican a todos los objetos, a todas las fuerzas, no distinguen entre los dos participantes en la acción reciproca a que se da el nombre de fuerza. Pero no hay razón lógica para que una fuerza participante no pueda establecer esa distinción. Por ejemplo, cuando un resorte empuja una pelota, son las propiedades del resorte y no la pelota las que determinan la fuerza existente entre ellos, aunque la fuerza es la misma en ambos, y solo son las masas las que determinan sus reacciones individuales. ¿Por qué no habría de haber una diferencia semejante en el caso de la gravedad?
El numerador de la ecuación anterior, el término Mm, está completamente determinado en la argumentación. Porque la única manera de que una fuerza sea al mismo tiempo proporcional a la masa de la Tierra y a la de un cuerpo cadente es que sea proporcional al producto de una por la otra.
