Исаак Ньютон был потрясающим учёным, жившим в Англии с 1642 по 1727 год. Он догадался, что сила тяжести, благодаря которой брошенные предметы всегда падают вниз, связана с наличием определённой массы у Земли, а также у брошенной вещи (хотя эта масса намного меньше массы Земли). Мы обычно говорим, что нечто «весит столько-то», а не «имеет такую-то массу». Например, я вешу 74 кг. Можно сказать по-другому: моя масса составляет 74 кг. Но именно вешу 74 кило я только на Земле. Ведь вес определяется той силой, с какой Земля притягивает меня к себе. Разные небесные тела притягивают предметы с разной силой в зависимости от их размера. Моя масса остаётся всегда неизменной (если я не начну слишком много есть!), а вот мой вес зависит от того, где я нахожусь. Ньютон смог выразить это математической формулой нахождения силы F:
Где M – масса небесного тела, m – моя (или чья-то) масса, а r – расстояние до центра небесного тела (r² означает r умножить на r (r × r) и произносится как r в квадрате). G называется гравитационной постоянной, она нужна для того, чтобы результат получился в правильных единицах измерения.
Для особо любознательных: исходя из гравитационной формулы Ньютона, приведённой выше, можно сделать вывод, что чем больше M и m, тем больше будет сила. А вот чем больше r, тем сила будет меньше. Мы делим массу на расстояние в квадрате, а значит, чем больше r, тем меньше F. К тому же r тут в квадрате, то есть если мы увеличим расстояние вдвое, то сила уменьшится в четыре раза, ведь 2 × 2 = 4.
Если мы стоим на поверхности небесного тела, то r – это расстояние до его центра, то есть радиус, если небесное тело имеет форму шара. Теперь у меня такой вопрос: что произойдёт, если небесное тело будет больше? Масса M увеличится больше, чем радиус в квадрате, r²? Ответ – да. Масса увеличится на r × r × r = r³ (в математике это называется r в кубе). Всё потому, что масса увеличивается на столько же, на сколько и объём (если мы имеем дело с одним и тем же материалом), а объём можно вычислить, умножив высоту на длину и на ширину.