О законах Кеплера и о всемирном тяготении. Геометрические законы движения небесных тел, составляющих Солнечную систему, были установлены трудами немецкого ученого Иоганна Кеплера, который в своих трудах опирался на материалы наблюдений, полученные его предшественниками, в частности на богатый наблюдательный материал датского ученого Тихо Браге. В результате многотрудных поисков И. Кеплер установил три следующих закона 1. Планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце. 2. Площади, заметенные радиусом-вектором, идущим от Солнца к планете, пропорциональны промежуткам времени, в которые они были заметены. 3. Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы их больших полуосей. Законы Кеплера имеют только кинематический характер, то есть они не рассматривают причины силы, обусловливающие движение планет, хотя некоторые ученые эпохи Кеплера были близки к правильному пониманию этих причин, отмечали свойство небесных тел притягиваться друг к другу Н. Коперник, Г. Галилей.
Сам И. Кеплер писал Если в каком-нибудь месте мира находились два камня на близком расстоянии друг к другу и вне сферы действия какого бы ни было родственного им тела, то эти камни стремились бы соединиться друг с другом подобно двум магнитам.
Еще более близок к пониманию причин, объяснявших движение планет, был Р. Гук, отметивший увеличение силы взаимодействия небесных тел при уменьшении расстояния между ними. Наиболее полное и строгое описание взаимодействия тел дал Исаак Ньютон в 1687 году в своем знаменитом трактате Математические начала натуральной философии.
Ньютон открыл закон, который впоследствии получил название закона всемирного тяготения или закона притяжения Ньютона две материальные точки масс m1 и m2 притягиваются одна к другой с силой F, которая прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними, то есть 1 Здесь G - универсальная гравитационная постоянная, одна и та же для всей Вселенной, G 6.710-11 Нм2кг2. Закон всемирного тяготения является фундаментом небесной механики. Во всех ее основных задачах силы взаимодействия между телами определяются формулой Ньютона 1.