Aristotele pensava che la Terra fosse immobile e che Sole, Luna, pianeti e stelle le ruotassero intorno seguendo orbite circolari, nel rispetto della concezione che la Terra fosse il centro dell’universo. Anche il modello successivo, dovuto a Tolomeo (II secolo d.C.), rispettava la Bibbia: per Tolomeo, la Terra è una sfera al centro di 8 sfere concentriche rotanti che contengono i pianeti. L'ultima sfera raccoglie le stelle fisse e forma anche il confine del cosmo. Saltiamo al 1514, quando Copernico fece circolare (inizialmente in forma anonima per paura di essere accusato di eresia) il suo modello, nel quale è la Terra che, con gli altri pianeti, si muove lungo orbite circolari intorno al Sole, immobile al centro del sistema. Le conferme arrivarono dagli studi di Galileo e Keplero, e quest’ultimo suggerì che le orbite dei pianeti fossero ellittiche.
Nel 1687, Isaac Newton pubblicò i Philosophiae naturalis principia mathematica (Princìpi matematici della filosofia naturale) presentando la legge secondo la quale tutti gli oggetti in stato di quiete tendono a rimanere in tale stato finché una forza non interviene a modificarlo. Ne consegue che, se i pianeti si muovono intorno al Sole seguendo orbite ellittiche, questo movimento deve essere necessariamente dovuto a una forza, chiamata da Newton “gravità”, la stessa forza che fa cadere un oggetto a terra anziché permettergli di galleggiare a mezz’aria.
Newton definì anche la matematica con cui analizzare in termini numerici la reazione degli oggetti sottoposti a forze come quella di gravità, e risolse le rispettive equazioni. In questo modo, egli fu anche in grado di dimostrare che, per via della gravità del Sole, la Terra e gli altri pianeti dovevano muoversi lungo orbite ellittiche – proprio come aveva predetto Keplero!
Abbandonato il sistema tolemaico, anche l'idea di confine sparisce e per la prima volta si guarda alle "stelle fisse" come a potenziali altri Soli al centro di sistemi simili al nostro. L'idea di Universo cambia radicalmente.
Oggi gli scienziati descrivono l’universo per mezzo della teoria della relatività generale e della meccanica quantistica. Le quali, messe a punto nella prima metà del secolo scorso, hanno ambiti di applicazione diversi e non sovrapponibili, anzi, sono in contrasto tra loro. Mentre la teoria della relatività generale descrive la forza di gravità e la struttura dell’universo per ordini di grandezza che vanno da pochi chilometri a milioni di milioni di milioni di milioni (1 seguito da 24 zeri) di chilometri, la meccanica quantistica definisce i fenomeni che accadono su scala estremamente ridotta, come un milionesimo di milionesimo di centimetro. Uno dei principali obiettivi della fisica, oggi, è trovare una nuova teoria che le includa entrambe: una teoria quantistica della gravità.
