Sebelum Isaac Newton, astronomi adalah ilmu yang sangat deskriptif. Para astronom mengamati dan mencatat pergerakan benda-benda langit, tetapi mereka tidak memiliki teori fundamental untuk menjelaskan mengapa pergerakan itu terjadi. Dengan penemuan Hukum Newton dan teori gravitasi, segalanya berubah. Fisika dan astronomi bersatu, dan lahirlah ilmu astronomi modern. Hukum Newton adalah fondasi yang kokoh dari ilmu ini.

Hukum Newton tentang gerak, yang terdiri dari tiga prinsip dasar, memberikan kerangka kerja untuk memahami pergerakan objek di mana pun, baik di Bumi maupun di luar angkasa. Hukum pertama, inersia, menjelaskan mengapa sebuah planet yang mengorbit akan terus bergerak dalam garis lurus kecuali ada gaya yang mempengaruhinya. Gaya gravitasi dari bintangnya adalah gaya yang terus-menerus membelokkan lintasannya, menjadikannya orbit.

Hukum kedua, F=ma (gaya sama dengan massa dikalikan percepatan), sangat penting untuk menghitung bagaimana benda langit berinteraksi. Dengan mengetahui massa sebuah planet dan gaya gravitasi yang bekerja padanya, para ilmuwan dapat memprediksi percepatan dan pergerakannya. Ini memungkinkan perhitungan orbit yang sangat akurat.

Hukum ketiga, aksi-reaksi, menjelaskan bahwa untuk setiap gaya aksi, ada gaya reaksi yang sama besar dan berlawanan arah. Ini berlaku untuk interaksi gravitasi antara dua benda langit. Matahari menarik Bumi, dan pada saat yang sama, Bumi juga menarik Matahari. Efek ini, meskipun kecil pada Matahari karena massanya yang sangat besar, dapat diamati dan diprediksi.

Namun, penemuan Hukum Newton yang paling revolusioner bagi astronomi adalah Hukum Gravitasi Universal. Hukum ini menyatakan bahwa setiap massa di alam semesta menarik setiap massa lainnya dengan gaya yang proporsional dengan produk massa mereka dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka. Ini adalah satu-satunya hukum yang berlaku di mana-mana.

Hukum gravitasi ini menjelaskan mengapa planet mengorbit Matahari, mengapa bulan mengorbit planet, dan bahkan mengapa pasang surut terjadi di Bumi. Teori ini menyatukan semua fenomena langit yang terpisah menjadi satu hukum fisika yang koheren. Ini adalah tonggak sejarah dalam sains yang memungkinkan para ilmuwan untuk memprediksi pergerakan benda-benda langit dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya.