De zwaartekracht (gravitatie), die wij mensen ervaren als een eenvoudige alledaagse aantrekkingskracht van de Aarde, is in werkelijkheid een heel bijzonder verschijnsel dat tot op de dag van vandaag niet goed wordt begrepen door (westerse) fysici (zie Verlinde in hoofdstuk 6.2).

In de eerste twee delen van het basiswerk van de westerse natuurkunde, de Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Lat.: "De wiskundige beginselen van de natuurfilosofie", kortweg de Principia) van Isaac Newton gepubliceerd op 5 juli 1687, wordt het begrip zwaartekracht merkwaardigerwijs gemeden: Deze delen vormen een lange lijst van (historische) meetgegevens van allerlei natuurverschijnselen, maar de zwaartekracht wordt niet met name genoemd. Pas in Deel 3 met als titel: De mundi systemate (Lat.: "de organisatie van de wereld" (lees heelal)), beschrijft Newton zijn universele zwaartekrachttheorie. Deel 3 begint met 9 hypotheses, gevolgd door een lange lijst van theorema's en besluit met de zinnen:

"Tot nu toe heb ik de verschijnselen van de hemellichamen en van onze zee verklaard door de gravitatiekracht, maar de oorzaak van gravitatie heb ik niet gegeven. Deze kracht ontstaat in elk geval uit een of andere oorzaak, die doordringt tot in de middelpunten van de zon en de planeten, zonder vermindering van sterkte; zij  werkt niet naar verhouding van het oppervlak der delen waarop zij werkt, maar naar verhouding van de gehele hoeveelheid materie, en haar werking strekt zich naar alle zijden over onmetelijke afstanden uit, steeds verminderd met deling door het kwadraat van de afstand..."

"De grond echter van deze eigenschappen van de zwaartekracht heb ik uit de verschijnselen nog niet kunnen afleiden, en hypothesen verzin ik niet. Wat niet uit de verschijnselen wordt afgeleid, moet hypothese genoemd worden. Maar voor hypothesen, hetzij metafysische of fysische, of die van de verborgen eigenschappen, of mechanische, is er geen plaats in de experimentele filosofie. In deze filosofie worden stellingen afgeleid uit verschijnselen en algemeen gemaakt door inductie. Op deze wijze zijn de ondoordringbaarheid, de bewegelijkheid en de botsing van lichamen en de wetten van de bewegingen bekend geworden. Het is voldoende dat de zwaartekracht werkelijk bestaat, werkt volgens de door ons uiteengezette wetten, en toereikend is voor de verklaring van alle bewegingen van de hemellichamen en van onze zeeën."

Daarmee wordt duidelijk, en Newton benoemt het ook zo, dat deze theorie op een inductieve manier is verkregen; hij is daarom in feite enkel en alleen een zwaartekrachtwet. De Principia geeft uitdrukkelijk geen verklaring voor het bestaan van zwaartekracht of kracht op afstand.

Newtons wet van de universele zwaartekracht stelt, dat twee massa’s (m₁ en m₂) een aantrekkende kracht F op elkaar uit oefenen die evenredig is met beide massa’s (m₁ en m₂) en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand r (zie de afbeelding, waarin G een constante is).

                                    

Newton was er heel duidelijk over, de 'gravitatiewet' geldt voor elk lichaam, groot of klein; hij is universeel. Dus de planeten cirkelen om de Zon op basis van de 'onderling aantrekkende' zwaartekracht tussen de Zon en de planeten: Planeten draaien derhalve om de Zon zoals navigatie- en andere kunstsatellieten om de Aarde draaien. Maar dat lijkt vreemd, want op het eerste gezicht lijkt deze 'Zwaartekracht' daarvoor bij lange na niet sterk genoeg te zijn!

De zwaartekracht, zoals beschreven met de bovenstaande formule, verzwakt heel snel naarmate de afstand tussen de lichamen groter wordt; het constante gedeelte (GxM₁xM₂) wordt immers gedeeld door het kwadraat van de afstand tussen beide lichamen; bij elke verdubbeling van de afstand tot het centrum van de lichamen, verzwakt de zwaartekracht tot ongeveer een kwart. De straal van de zon is ongeveer 700.000 km dus als je 700.000 km boven zijn oppervlak bent (en dus 2 maal 700.000 km van het midden van de zon) dan is de zwaartekracht nog maar een kwart van wat hij op zijn oppervlak is.

Op het eerste gezicht lijkt de kracht tussen de Zon en de Aarde, die zich op een gemiddelde afstand van ongeveer 150.000.000 km van elkaar bevinden, volstrekt onvoldoende om elkaar aan te kunnen trekken. Maar wanneer je goed doorrekent, blijkt er toch nog een kracht over te zijn en in de praktijk lijkt Newtons wet van de universele zwaartekracht bij benadering te kloppen. Niet helemaal dus: Denk bijvoorbeeld aan de periheliumverschuiving van Mercurius, die in 1855 werd ontdekt door de Fransman Urbain Le Verrier. Hoewel de afwijkingen zeer gering zijn, betekent dit feitelijk dat ons zonnestelsel op basis van Newtons wet van de universele zwaartekracht instabiel is. Vandaar dat naarstig is gezocht naar oplossingen daarvoor, zoals beïnvloeding door de planeten onderling of door nog onbekende hemellichamen; denk b.v. aan de jacht op de planeet Vulcanus. Een afdoende oplossing is echter nooit gevonden hetgeen inhoudt, dat zwaartekracht als aantrekkende energie of kracht, zoals Newton met zijn wet veronderstelde, niet de juiste verklaring is. Zwaartekracht is dus geen aantrekkende kracht of energie.

Maar wat is zwaartekracht dan wel?

 De zwaartekracht is in de wereld van ons mensen een van de allerbelangrijkste 'krachten'; het is daarom bizar dat de bron ervan niet kan worden gevonden. Hopelijk kan de lezer zich dan ook voorstellen, dat de zwaartekracht door de eeuwen heen een fysisch kruis moet zijn geweest. En temeer daar het begrip 'zwaartekracht' later, uitgerekend door toedoen van Einstein, een andere betekenis heeft gekregen in de westerse natuurkunde — ik kom er straks op terug — veronderstel ik, dat dit kruis voor een puzzelaar als Einstein een geweldige uitdaging moet zijn geweest: ik denk dat hij het probleem heeft opgelost.

Voor een puzzelaar als Einstein moet dit een geweldige uitdaging  zijn geweest.

Om het probleem op te kunnen lossen heeft Einstein zijn onderzoek vrijwel zeker gebaseerd op een relatie tussen zwaartekracht en licht, die reeds in de jaren 1783 en 1796 werd voorspeld door respectievelijk John Michell en Pierre-Simon Laplace. In 1801 werd die relatie nader onderzocht door Johann Georg von Soldner waarbij overduidelijk bleek dat licht werd beïnvloed door de zwaartekracht: licht wordt door de zwaartekracht afgebogen.

Als mogelijke oorzaak van dit verschijnsel, dat ook zwaartekrachtlens wordt genoemd, kan enkel en alleen de zwaartekracht worden aangevoerd. Maar omdat we hebben geconcludeerd dat zwaartekracht geen aantrekkende kracht of energie is, moet deze als oorzaak worden uitgesloten, temeer daar straling geen massa heeft. Straling laat zich dus sowieso niet aantrekken. De vermeende aantrekkingskracht van hemellichamen op straling is dus uitgesloten en daarmee begint een stukje zeer onconventionele westerse natuurkunde.

Ga door naar: 5.2.1. Einsteins oplossing