Lagen om universell gravitation är en väsentlig princip i fysiken. Det kodifierades först av Sir Isaac Newton på 1600-talet. Den säger att alla föremål attraheras av varandra av gravitationen; kraften i attraktionen beror på föremålens massa och minskar baserat på avståndet mellan dem. Newtons upptäckt ersattes av Einsteins allmänna relativitetsteori. Det är dock fortfarande korrekt för de flesta praktiska tillämpningar.
Newton upptäckte inte gravitationen, som den populära uppfattningen är, utan utökade arbetet från tidigare vetenskapsmän som Galileo. Newton hänvisade till dessa forskare när han skrev: ”Om jag har sett längre är det genom att stå på jättarnas axlar.” Fallet av ett äpple inspirerade Newton att studera ämnet gravitation; dock gav äpplet inte omedelbar förståelse genom att slå hans huvud. Istället använde han månens omloppsbana runt jorden för att kontrollera och bekräfta sina beräkningar under ett intervall på 20 år. Lagen om universell gravitation beskrivs i hans banbrytande bok Principia Mathematica, publicerad 1687.
Newtons bok inkluderade matematiska formler som beskriver lagen om universell gravitation. I huvudsak säger lagen att alla föremål utövar en gravitationskraft på alla andra föremål. Föremål med stor massa har starkare gravitationsområden, eller gravitationsfält, varför föremål och människor attraheras till jorden, men inte märkbart till varandra. Gravitationskraften minskar när avståndet ökar; denna minskning kan mätas exakt och är känd inom fysiken som en omvänd kvadratisk lag. Universell gravitation är den kraft som håller planeter och satelliter låsta i omloppsbana, snarare än att resa fritt runt universum.
Under århundradena efter Newtons livstid användes lagen om universell gravitation för att förutsäga placeringen av planeter och naturliga satelliter som ännu inte hade upptäckts. De slutliga upptäckterna av dessa himlakroppar bekräftade att lagen var korrekt. En aspekt av lagen Newton inte kunde förklara var hur gravitationskraften förmedlas mellan föremål. Andra grundläggande krafter, såsom elektromagnetism, fungerar eftersom subatomära partiklar färdas mellan föremålen och attraherar dem till varandra. En liknande partikel för att förmedla gravitation, gravitonen, har beskrivits i teorin, men förblir oupptäckt mer än 300 år efter Newtons arbete.
På 20-talet hade forskare upptäckt mindre inkonsekvenser i lagen om universell gravitation. Dessa inkonsekvenser förklarades av Einsteins allmänna relativitetsteori. Einstein insåg att i själva verket påverkar massorna av himlakroppar inte bara varandra, utan rumstidens struktur runt dem. Dessa effekter märks endast i mycket exakta mätningar och beräkningar. För praktiska tillämpningar som raketuppskjutningar är lagen om universell gravitation fortfarande korrekt och mycket lättare att beräkna än effekterna av relativitet.