Tycho Brahe (Gran observador que disponía de los medios para construir los equipos mas avanzados y precisos de su época) desde 1580 hasta 1597, observó el Sol, la Luna y los planetas en su observatorio situado en una isla cercana a Copenhague y después en Alemania. Sus observaciones, fueron de las mas exactas disponibles en el renacimiento. Su ayudante, Johannes Kepler, formuló las leyes del movimiento planetario, afirmando que los planetas giran alrededor del Sol y no en órbitas circulares con movimiento uniforme, sino en órbitas elípticas a diferentes velocidades, y que sus distancias relativas con respecto al Sol están relacionadas con sus periodos de revolución.
Kepler trabajó durante muchos años tratando de encontrar un modelo que permitiese explicar los movimientos planetarios utilizando para tal efecto los pensamientos neoplatónicos y el sistema heliocéntrico de Copérnico.
Después de probar, sin éxito, con infinidad de formas geométricas "perfectas", lo intentó con variaciones del círculo: las elipses, con las cuales concordaban exactamente los datos obtenidos durante las observaciones. Esto contradecía uno de los paradigmas pitagóricos que seguían siendo considerados como ciertos después de 2000 años.
Las leyes de Kepler se pueden resumir así:
-Los planetas giran alrededor del Sol en orbitas elípticas estando este en uno de sus focos.
-Una línea dibujada entre un planeta y el sol barre áreas iguales en tiempos iguales.
-El cubo de la distancia media de cada planeta al Sol es proporcional al cuadrado del tiempo que tarda en completar una órbita.
La única pega que presentaban estas leyes era que no podía explicarse el movimiento planetario como porque los planetas no se caían.
El físico británico Isaac Newton adelantó un principio sencillo para explicar las leyes de Kepler sobre el movimiento planetario: la fuerza de atracción entre el Sol y los planetas, la fuerza que hace que los objetos caigan con aceleración constante en la Tierra (gravedad terrestre) y la fuerza que mantiene en movimiento los planetas y las estrellas es la misma.
Para demostrar su hipótesis, Newton se había basado en investigaciones anteriores, las cuales siempre estaban incompletas en un punto que presentaba posible solución con la teoría de la gravedad.
Newton propuso un modelo matemático que describe la atracción gravitacional entre los objetos con masa y tiene relación con la fuerza que se conoce como peso.
La fuerza de la gravedad es una de las cuatro fuerzas fundamentales en física (electromagnética, nuclear fuerte, nuclear débil y gravedad) y es la que actúa a mas distancia.
Newton buscó unificar dos fenómenos aparentemente dispares: el movimiento de los objetos que caen hacia la tierra y el movimiento de los planetas que giran alrededor del sol. El descubrimiento de Isaac Newton no fue que las manzanas caen en la tierra por la gravedad; fue que los planetas están constantemente yendo hacia el sol, exactamente por la misma razón.
Propuso que la gravedad es una fuerza "universal" y que la gravedad del Sol mantenía a los planetas en sus órbitas. Fue capaz de mostrar que las leyes de Kepler eran consecuencia natural de la "ley de los inversos cuadrados":
-Ley por la que las cantidades se relacionan de tal manera que una de ellas es inversamente proporcional al cuadrado de la otra.
A partir de las observaciones y conclusiones de Galileo, Tycho Brahe y Kepler, Newton llegó, por inducción, a sus tres leyes simples del movimiento y a su mayor generalización fundamental: la ley de la gravitación universal.
La característica esencial de la Ley de Gravedad Universal de Newton es que la fuerza de la gravedad entre dos objetos, es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la distancia que los separa conjetura derivada de la afirmación de Kepler de que los planetas se mueven en órbitas elípticas.
Newton además modificó los telescopios creando los telescopios reflectores Newtonianos que permitieron la observación mas claras de objetos muy tenues. El desarrollo de este y otros sistemas ópticos, dieron a la astronomía un vuelco fundamental y se comenzaron a descubrir, describir y catalogar miles de objetos celestes nunca observados.
En 1797 y 1798, Henry Cavendish confirmó la teoría de Newton y determinó la constante de la proporcionalidad en la Ley de Gravedad Universal de Newton a través de numerosos experimentos como la "balanza de torsión." Con su experimento consiguió medir la masa de la tierra y no sólo confirmó la teoría de Newton, sino que también determinó el valor de la constante gravitacional:
(G=6.67x 10-11 Nm2/Kg2).
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