Pada dasarnya, gravitasi adalah gaya tarik menarik antar benda. Kebanyakan orang akrab dengan gravitasi sebagai alasan di balik hal-hal yang tinggal di permukaan bumi, atau “apa yang naik, harus turun,” tetapi gravitasi sebenarnya memiliki makna yang jauh lebih luas. Gravitasi bertanggung jawab atas pembentukan Bumi kita dan semua planet lain dan untuk pergerakan semua benda langit. Gravitasilah yang membuat planet kita berputar mengelilingi Matahari, dan Bulan mengelilingi Bumi.
Meskipun manusia selalu menyadari gravitasi, ada banyak upaya untuk menjelaskannya secara akurat selama bertahun-tahun, dan teori harus secara teratur ditingkatkan untuk memperhitungkan aspek gravitasi yang sebelumnya tidak dipertimbangkan. Aristoteles adalah salah satu pemikir pertama yang mendalilkan alasan gravitasi, dan teori-teori awal lainnya bergantung pada model geosentris alam semesta, dengan Bumi sebagai pusatnya. Galileo, fisikawan Italia yang melakukan pengamatan teleskopik pertama yang mendukung model heliosentris tata surya, dengan Matahari sebagai pusatnya, juga membuat kemajuan dalam teori gravitasi sekitar pergantian abad ke-17. Ia menemukan bahwa benda-benda dengan berat yang berbeda-beda jatuh ke arah Bumi dengan kecepatan yang sama.
Pada tahun 1687, ilmuwan Inggris Sir Isaac Newton menerbitkan hukum gravitasi universal, yang masih digunakan untuk menggambarkan gaya gravitasi dalam sebagian besar konteks sehari-hari. Hukum pertama Newton menyatakan bahwa gaya gravitasi antara dua massa berbanding lurus dengan produk dari dua massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara mereka, atau secara matematis: F=G(m1m2/d2), di mana G adalah a konstan.
Hukum kedua Newton menyatakan bahwa gaya gravitasi sama dengan produk massa tubuh dan percepatannya, atau F = ma. Ini berarti bahwa dua massa yang tertarik secara gravitasi satu sama lain mengalami gaya yang sama, tetapi itu menghasilkan percepatan yang jauh lebih besar untuk benda yang lebih kecil. Oleh karena itu, ketika sebuah apel jatuh ke arah Bumi, baik Bumi dan apel mengalami gaya yang sama, tetapi Bumi berakselerasi ke arah apel dengan kecepatan yang dapat diabaikan, karena jauh lebih masif daripada apel.
Sekitar akhir abad ke-19, para astronom mulai memperhatikan bahwa hukum Newton tidak secara sempurna menjelaskan fenomena gravitasi yang diamati di tata surya kita, terutama dalam kasus orbit Merkurius. Teori relativitas umum Albert Einstein, yang diterbitkan pada tahun 1915, menyelesaikan masalah orbit Merkurius, tetapi sejak itu ditemukan tidak lengkap juga, karena tidak dapat menjelaskan fenomena yang dijelaskan dalam mekanika kuantum. Teori string adalah salah satu teori modern terkemuka untuk menjelaskan gravitasi kuantum. Meskipun hukum Newton tidak sempurna, ia masih banyak digunakan dan diajarkan karena kesederhanaannya dan pendekatannya yang dekat dengan kenyataan.
Karena gaya gravitasi sebanding dengan massa kedua benda yang mengalaminya, benda langit yang berbeda mengerahkan gaya gravitasi yang lebih kuat atau lebih lemah. Untuk alasan ini, sebuah objek akan memiliki bobot yang berbeda di planet yang berbeda, menjadi lebih berat di planet yang lebih masif dan lebih ringan di planet yang kurang masif. Inilah sebabnya mengapa manusia jauh lebih ringan di Bulan daripada di Bumi.
Ini adalah kesalahpahaman populer bahwa astronot mengalami keadaan tanpa bobot selama perjalanan ruang angkasa karena mereka berada di luar medan gaya gravitasi benda besar. Faktanya, tanpa bobot selama perjalanan ruang angkasa sebenarnya dicapai karena jatuh bebas — astronot dan pesawat ulang-alik atau roket keduanya jatuh (atau berakselerasi) pada kecepatan yang sama. Kecepatan yang sama memberikan gagasan tanpa bobot atau mengambang. Ini adalah konsep yang sama dengan orang yang “jatuh bebas” di taman hiburan. Baik pengendara dan pengendara jatuh pada kecepatan yang sama menyebabkan pengendara tampak seolah-olah jatuh terlepas dari pengendaraan. Perasaan yang sama bisa dialami saat naik pesawat atau lift yang tiba-tiba rusak dari tingkat normalnya yang layak.