ไอแซก นิวตัน นั่งอยู่ใต้ต้นอะไรที่ทำให้เขาค้นพบแรงโน้มถ่วงของโลก?
ไอแซก นิวตัน
การหล่นของผลแอปเปิลทำให้เกิดคำถามอยู่ในใจของนิวตันว่าแรงของโลกที่ทำให้ผลแอปเปิลหล่นน่าจะเป็นแรงเดียวกันกับแรงที่ “ดึง” ดวงจันทร์เอาไว้ไม่ไปที่อื่นและทำให้เกิดโคจรรอบโลกเป็นวงรี ผลการคำนวณเป็นสิ่งยืนยันความคิดนี้แต่ก็ยังไม่แน่ชัดจนกระทั่งการการเขียนจดหมายโต้ตอบระหว่างนิวตันและโรเบิร์ต ฮุก ที่ทำให้นิวตันมีความมั่นใจและยืนยันหลักการกลศาสตร์เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ได้เต็มที่ ในปีเดียวกันนั้น เอ็ดมันด์ ฮัลเลย์ได้มาเยี่ยมนิวตันเพื่อถกเถียงเกี่ยวกับคำถามเรื่องดาวเคราะห์ ฮัลลเลย์ต้องประหลาดใจที่นิวตันกล่าวว่าแรงกระทำระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์ที่ทำให้การวงโคจรรูปวงรีได้นั้นเป็นไปตามกฎกำลังสองที่นิวตันได้พิสูจน์ไว้แล้วนั่นเอง ซึ่งนิวตันได้ส่งเอกสารในเรื่องนี้ไปให้ฮัลเลย์ดูในภายหลังและฮัลเลย์ก็ได้ชักชวนขอให้นิวตันเขียนหนังสือเล่มนี้ขึ้น และหลังการเป็นศัตรูคู่ปรปักษ์ระหว่างนิวตันและฮุกมาเป็นเวลานานเกี่ยวกับการอ้างสิทธิ์ในการเป็นผู้ค้นพบ “กฎกำลังสอง” แห่งการดึงดูด หนังสือเรื่อง "หลักการคณิตศาสตร์ว่าด้วยปรัชญาธรรมชาติ” (Philosophiae naturalist principia mathematica หรือ The Mathematical Principles of Natural Philosophy) ก็ได้รับการตีพิมพ์ เนื้อหาในเล่มอธิบายเรื่องความโน้มถ่วงสากล และเป็นการวางรากฐานของกลศาสตร์ดั้งเดิม (กลศาสตร์คลาสสิก) ผ่านกฎการเคลื่อนที่ ซึ่งนิวตันตั้งขึ้น นอกจากนี้ นิวตันยังมีชื่อเสียงร่วมกับ กอทท์ฟรีด วิลเฮล์ม ไลบ์นิซ ในฐานะที่ต่างเป็นผู้พัฒนาแคลคูลัสเชิงอนุพันธ์อีกด้วย
ไอแซก นิวตัน
นิวตันมีมิตรภาพอันสนิทสนมกับนักคณิตศาสตร์ชาวสวิส Nicolas Fatio de Duillier ซึ่งเขาพบในลอนดอนราวปี 1690[19] แต่มิตรภาพนี้กลับสิ้นสุดลงเสียเฉยๆ ในปี 1693 จดหมายติดต่อระหว่างคนทั้งคู่บางส่วนยังคงเหลือรอดมาถึงปัจจุบัน ไฟฟ้า
วัฒนธรรมโบราณรอบ ๆ ทะเลเมดิเตอร์เรเนียนจะรู้จักวัตถุบางอย่าง เช่นแท่งอำพัน เมื่อนำมาขัดถูกับขนแมว มันสามารถดึงดูดวัตถุที่เบาเช่นขนนก เธลีสแห่งมิเลทัสได้ทำข้อสังเกตหลายอย่างเกี่ยวกับไฟฟ้าสถิตราว 600 ปีก่อนคริสตกาล จากข้อสังเกตเหล่านั้นเขาเชื่อว่าการเสียดสีทำให้เกิดแม่เหล็กบนอัมพัน ซึ่งต่างกับสินแร่อื่นเช่นแมกนีไทต์ที่ไม่ต้องขัดถู [6][7] เธลีสผิดที่เชื่อว่าการดึงดูดเกิดจากแม่เหล็ก แต่วิทยาศาสตร์ต่อมาจะพิสูจน์ความเชื่อมโยงระหว่างแม่เหล็กและไฟฟ้า ตามทฤษฎีที่ขัดแย้งกัน ชาวพาเทียนอาจมีความรู้เกี่ยวกับการชุบด้วยไฟฟ้ามาก่อน เมื่ออ้างถึงการค้นพบแบตเตอรี่แบกแดดที่คล้ายคลึงกับเซลล์กัลวานีในปี ค.ศ. 1936 แม้จะยังไม่แน่นอนว่าสิ่งประดิษฐ์ที่ได้จะเป็นไฟฟ้าในธรรมชาติหรือไม่[8] แอร์วิน ชเรอดิงเงอร์
แอร์วิน ชเรอดิงเงอร์ (; 12 สิงหาคม ค.ศ. 1887 - 4 มกราคม ค.ศ. 1961) เป็นนักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวออสเตรีย มีชื่อเสียงในฐานะผู้วางรากฐานกลศาสตร์ควอนตัม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสมการชเรอดิงเงอร์ ซึ่งทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี ค.ศ. 1933 ต่อมาปี ค.ศ. 1935 หลังจากได้ติดต่อคบหาและเป็นเพื่อนกับอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เขาจึงได้เสนอแนวคิดการทดลองในจินตนาการ เรื่อง แมวของชเรอดิงเงอร์ ปรากฏการณ์คอมป์ตัน
ปรากฏการณ์คอมพ์ตันเกิดจากการสังเกตโดย Arthur Holly Compton ในปี ค.ศ. 1923 และได้มีการปรับปรุงเพิ่มเติมโดยลูกศิษย์ของเขา Y.H. Woo ในปีต่อมา ซึ่งต่อมา Arthur Compton ก็ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ จากการค้นพบปรากฏการณ์นี้ในปี ค.ศ. 1927 โครงสร้างของโลก
แกนโลกชั้นในถูกค้นพบในปี 1936 โดย อิงเง ลีแมน (Inge Lehmann) และเชื่อกันว่าโดยทั่วไปจะมีองค์ประกอบหลักเป็นเหล็กและนิกเกิลเป็นบางส่วน มันไม่จำเป็นต้องเป็นของแข็ง, แต่, เพราะมันสามารถที่จะหันเห (deflect) ทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นแผ่นดินไหวได้, มันจึงต้องประพฤติตัวเป็นของแข็งได้ในบางสมัย หลักฐานที่ได้รับจากการทดลองได้จากในช่วงเวลาวิกฤตของแบบจำลองผลึกของแกนโลก  บทนำทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
ในเดือนกันยายน ค.ศ. 1905 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์จัดพิมพ์ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของตน ซึ่งทำให้กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันเข้าได้กับไฟฟ้าพลศาสตร์ (อันตรกิริยาระหว่างวัตถุกับประจุไฟฟ้า) ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษนำกรอบใหม่มาให้วิชาฟิสิกส์ทั้งหมดโดยเสนอมโนทัศน์ใหม่ปริภูมิและเวลา ทฤษฎีฟิสิกส์ซึ่งเป็นที่ยอมรับกันในเวลานั้นบางทฤษฎีไม่สอดคล้องกับกรอบนั้น ตัวอย่างสำคัญคือ ทฤษฎีความโน้มถ่วงของนิวตันซึ่งอธิบายความดึงดูดระหว่างกันระหว่างวัตถุอันเนื่องจากมวลของมัน การเคลื่อนที่ (ฟิสิกส์)
กลศาสตร์ดั่งเดิมมีรากฐานมาจากกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎเหล้าอธิบายถึงความสัมพันธ์ระหว่างแรงที่มากระทำต่อวัตถุกับการเคลื่อนที่ของวัตถุนั้น โดยการรวบรวมของไอแซก นิวตัน ในหนังสือ ซึ่งตีพิมพ์ครั้งแรกเมื่อ 5 กรกฎาคม ค.ศ. 1687 โดยกฎการเคลื่อนที่มีดังนี้
กฎการเคลื่อนที่ทั้งสามข้อของนิวตันนี้ เป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์แรก สำหรับการทำความเข้าใจการโคจรของวัตถุในอวกาศ ซึ่งเป็นการอธิบายภาพรวมการเคลื่อนที่ของเทห์ฟ้าและการเคลื่อนที่ของวัตถุบนผิวโลก กฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน
กฎของความโน้มถ่วงของนิวตันมีลักษณะคล้ายกฏของคูลอมบ์ (Coulomb's law) ของแรงทางไฟฟ้า, ซึ่งจะใช้ในการคำนวณหาขนาดของแรงทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าสองก้อน กฎทั้งสองนี้ ต่างก็เป็น "กฏกำลังสองผกผัน" (inverse-square laws) ที่แรงจะเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างวัตถุ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์
พ.ศ. 2455 ไอน์ชไตน์กลับมายังสวิตเซอร์แลนด์และรับตำแหน่งศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยเดิมที่เขาเป็นศิษย์เก่า คือ ETH เขาได้พบกับนักคณิตศาสตร์ มาร์เซล กรอสมานน์ ซึ่งช่วยให้เขารู้จักกับเรขาคณิตของรีมานน์และเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์ และโดยการแนะนำของทุลลิโอ เลวี-ซิวิตา นักคณิตศาสตร์ชาวอิตาลี ไอน์ชไตน์จึงได้เริ่มใช้ประโยชน์จากความแปรปรวนร่วมเข้ามาประยุกต์ในทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของเขา มีช่วงหนึ่งที่ไอน์ชไตน์รู้สึกว่าแนวทางนี้ไม่น่าจะใช้ได้ แต่เขาก็หันกลับมาใช้อีก และในปลายปี พ.ศ. 2458 ไอน์ชไตน์จึงได้เผยแพร่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปซึ่งยังคงใช้อยู่ตราบถึงปัจจุบัน ทฤษฎีนี้อธิบายถึงแรงโน้มถ่วงว่าเป็นการบิดเบี้ยวของโครงสร้างกาลอวกาศโดยวัตถุที่ส่งผลเป็นแรงเฉื่อยต่อวัตถุอื่น ไอแซก นิวตัน
ในช่วงชีวิตของนิวตัน มีการใช้งานปฏิทินอยู่ 2 ชนิดในยุโรป คือ ปฏิทินจูเลียน หรือ'ปฏิทินแบบเก่า' กับ ปฏิทินเกรกอเรียน หรือ 'ปฏิทินแบบใหม่' ซึ่งใช้กันในประเทศยุโรปที่นับถือโรมันคาทอลิก และที่อื่นๆ ตอนที่นิวตันเกิด วันที่ในปฏิทินเกรกอเรียนจะนำหน้าปฏิทินจูเลียนอยู่ 10 วัน ดังนั้น นิวตันจึงเกิดในวันคริสต์มาส หรือ 25 ธันวาคม 2185 ตามปฏิทินจูเลียน แต่เกิดวันที่ 4 มกราคม 2186 ตามปฏิทินเกรกอเรียน เมื่อถึงวันที่เสียชีวิต ปฏิทินทั้งสองมีความแตกต่างกันเพิ่มเป็น 11 วัน นอกจากนี้ ก่อนที่อังกฤษจะรับเอาปฏิทินเกรกอเรียนเข้ามาใช้ในปี พ.ศ. 2295 วันขึ้นปีใหม่ของอังกฤษเริ่มในวันที่ 25 มีนาคม (หรือ 'วันสุภาพสตรี' (Lady Day) ทั้งตามกฎหมายและตามประเพณีท้องถิ่น) มิใช่วันที่ 1 มกราคม หากมิได้มีการระบุไว้เป็นอย่างอื่น วันที่ทั้งหลายที่ปรากฏในบทความนี้จะเป็นวันที่ตามปฏิทินจูเลียน ประวัติศาสตร์ทฤษฎีบิกแบง
ปี ค.ศ. 1610 โยฮันเนส เคปเลอร์ ใช้ท้องฟ้ายามราตรีเป็นข้อโต้แย้งว่าเอกภพมีขีดจำกัด (พาราด็อกซ์ของโอลเบอร์) เจ็ดสิบเจ็ดปีต่อมา ไอแซค นิวตัน อธิบายถึงการเคลื่อนที่ในภาพใหญ่ของจักรวาล ไอแซก นิวตัน
อย่างไรก็ดี นักเขียนบางคนเชื่อว่า ถ้อยคำข้างต้นซึ่งเขียนขึ้นในช่วงเวลาที่นิวตันกับฮุกกำลังมีปัญหาขัดแย้งกันเกี่ยวกับการค้นพบเรื่องแสง น่าจะเป็นการตอบโต้ฮุก (โดยว่าเป็นถ้อยคำที่ทั้งสั้นและห้วน) มากกว่าจะเป็นการถ่อมตน[39][40] วลี "ยืนบนบ่าของยักษ์" อันโด่งดังตีพิมพ์ในคริสต์ศตวรรษที่ 17 โดยกวีชื่อ จอร์จ เฮอร์เบิร์ต (อดีตโฆษกมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และภาคีสมาชิกของวิทยาลัยทรินิตี้) ในงานเขียนเรื่อง Jacula Prudentum (1651) มีความหมายหลักคือ "คนแคระที่ยืนบนบ่าของยักษ์ จะมองเห็นได้ไกลกว่าที่แต่ละคนมอง" ผลกระทบในที่นี้จึงน่าจะเป็นการเปรียบเปรยว่าตัวนิวตันนั่นเองที่เป็น "คนแคระ" ไม่ใช่ฮุก แผ่นดินไหวในจังหวัดอิกิเก พ.ศ. 2557
แผ่นดินไหวขนาด 8.2 M ครั้งนี้เกิดขึ้นจากการเคลื่อนของรอยเลื่อนย้อนมุมต่ำ (thrust) ใกล้ชายฝั่งประเทศชิลี ที่มีความลึกไม่มาก บนรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกนัซกากับแผ่นอเมริกาใต้ กลไกของแผ่นดินไหวครั้งนี้สอดคล้องกับการเคลื่อนตัวระหว่างแผ่นเปลือกโลกทั้งสองแผ่น แผ่นนัซกา ณ ตำแหน่งนี้เคลื่อนที่มุดลงใต้แผ่นอเมริกาใต้บริเวณร่องลึกเปรู-ชิลี ทางตะวันตกของประเทศชิลี ไปทางตะวันออกด้วยความเร็ว 65 มิลลิเมตรต่อปี ซึ่งการมุดตัวดังกล่าวทำให้เกิดการย่นของแผ่นเปลือกโลกอเมริกาใต้ ทางทิศตะวันออกของแผ่นนาซกา ยกตัวขึ้นเป็นเทือกเขาแอนดีสในปัจจุบัน และยังเป็นต้นเหตุของแผ่นดินไหวขนาดใหญ่หลายครั้งซึ่งมีความรุนแรงระดับประวัติศาสตร์ของมนุษย์ เช่น แผ่นดินไหวเมื่อ พ.ศ. 2553 ขนาด 8.8 M และแผ่นดินไหวครั้งรุนแรงที่สุดของโลกที่เคยบันทึกไว้ ขนาด 9.5 เกิดขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2503 ดวงจันทร์
เกิดจากแรงดึงดูดตามกฎแรงดึงดูดระหว่างของนิวตันที่กล่าวไว้ว่า "วัตถุทุกชนิดในเอกภพ จะส่งแรงดึงดูดระหว่างกัน โดยขนาดของแรงดึงดูด จะแปรผันตรงกับผลคูณของมวลทั้งสอง และแปรผกผันกับระยะห่างระหว่างมวลยกกำลังสอง" ดังนั้นเมื่อพิจารณาโลกแล้วพบว่าโลกได้รับแรงดึงดูดจากดาวสองดวง คือ ดวงอาทิตย์ที่แม้อยู่ไกลแต่มีขนาดใหญ่ และดวงจันทร์ที่แม้ขนาดเล็กแต่อยู่ใกล้ โดยแต่ละตำแหน่งที่ดวงจันทร์เคลื่อนที่เปลี่ยนไปทำให้ทิศทางของแรงกระทำเปลี่ยนด้วย ส่งผลให้ของไหล(น้ำและแก๊ส)บนโลก เคลื่อนที่ตามทิศทางของแรงดึงดูดที่มากระทำต่อโลกเกิดเป็นปรากฏการ์ณคือ น้ำขึ้นและน้ำลง ซึ่งนอกจากน้ำบนผิวโลกแล้ว ดวงจันทร์ยังมีผลีต่อน้ำในร่างกายมนุษย์ กล่าวคือ มีผลต่อเลือดและของเหลวในสมอง ซึ่งเป็นคำอธิบายการคลุ้มคลั่งของผู้มีอาการทางจิตในช่วงพระจันทร์เต็มดวง เซลล์กัลวานี
ในปั 1780 นายลุยจิ กัลวานี ค้นพบว่าเมื่อโลหะสองชนิดที่แตกต่างกัน (เช่นทองแดงและสังกะสี) ถูกนำมาแตะกับส่วนต่าง ๆ ของเส้นประสาทของขากบในเวลาเดียวกัน ขาของกบจะหดตัว[2] เขาเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "ไฟฟ้าจากสัตว์" ต่อมานายแอเลสซานโดร โวลตา ได้ประดิษฐ์เซลล์โวลตาวางซ้อน (English: voltaic pile) ในปี 1800 มันประกอบด้วยหลายเซลล์ที่คล้ายกับเซลล์กัลวานีวางซ้อนกันเป็นชั้น อย่างไรก็ตาม โวลตาสร้างมันขึ้นมาทั้งหมดจากวัสดุที่ไม่ใช่ชีวภาพเพื่อที่จะท้าทายทฤษฎีไฟฟ้าจากสัตว์ของกัลวานี (และนักทดลองต่อมานาย Leopoldo Nobili) เพื่อตอบสนองกับความพอใจในทฤษฎีสัมผัสไฟฟ้าโลหะต่อโลหะของตัวเขาเอง[3] นายคาร์โล Matteucci ได้เปลี่ยนมาสร้างแบตเตอรี่ที่ปราศจากวัสดุชีวภาพโดยสิ้นเชิงเพื่อสนองตอบต่อนายโวลตา[4] การค้นพบเหล่านี้ปูทางไปสู่แบตเตอรี่ไฟฟ้าทั้งหลาย; เซลล์ของโวลตาเป็นชื่อในลำดับเหตุการณ์ที่สำคัญของ IEEE ในปี 1999[5] เลนส์ความโน้มถ่วง
โอเรสต์ ควอลสัน (Orest Chwolson) เป็นผู้แรกที่นำเสนอบทความวิชาการว่าด้วยปรากฏการณ์นี้ (ในปี ค.ศ. 1924) แต่ชื่อของไอน์สไตน์มักเป็นที่รู้จักเกี่ยวเนื่องกับปรากฏการณ์นี้มากกว่า เพราะได้ตีพิมพ์บทความอันมีชื่อเสียงที่อธิบายสาเหตุของปรากฏการณ์นี้ในปี ค.ศ. 1936 ไอแซก นิวตัน
นิวตันยังคงมีอิทธิพลต่อนักวิทยาศาสตร์มาตลอด เห็นได้จากการสำรวจความคิดเห็นสมาชิกราชสมาคมแห่งลอนดอน (ซึ่งนิวตันเคยเป็นประธาน) เมื่อปี พ.ศ. 2548 โดยถามว่า ใครเป็นผู้มีอิทธิพลยิ่งใหญ่ต่อประวัติศาสตร์แห่งวิทยาศาสตร์มากกว่ากันระหว่างนิวตันกับไอน์สไตน์ นักวิทยาศาสตร์แห่งราชสมาคมฯ ให้ความเห็นโดยส่วนใหญ่แก่นิวตันมากกว่า[41] ปี พ.ศ. 2542 มีการสำรวจความคิดเห็นจากนักฟิสิกส์ชั้นนำของโลกปัจจุบัน 100 คน ลงคะแนนให้ไอน์สไตน์เป็น "นักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่ตลอดกาล" โดยมีนิวตันตามมาเป็นอันดับสอง ในเวลาใกล้เคียงกันมีการสำรวจโดยเว็บไซต์ PhysicsWeb ให้คะแนนนิวตันมาเป็นอันดับหนึ่ง[42] กล้องโทรทรรศน์กระจกเหลว
ไอแซก นิวตันนับเป็นบุคคลแรกที่รู้ว่าของเหลวที่หมุนรอบตัว จะก่อให้เกิดรูปพาราโบลาร์แบบวงกลม และด้วยเหตุนี้ จึงสามารถนำมาใช้สร้างกล้องโทรทรรศน์ได้ แต่เขาไม่สามารถสร้างขึ้นมาได้จริงๆ เพราะไม่ทราบวิธีการควบคุมความเร็วการหมุนให้คงที่ได้ (ในสมัยนั้นยังไม่มีมอเตอร์ไฟฟ้า) ความคิดเห็นทางศาสนาของไอแซค นิวตัน
เซอร์ไอแซค นิวตันและเพื่อนของเขานั้นมีแนวความคิดที่แปลกประหลาดมากในเรื่องการทำงานของพระเจ้า. เมื่อพิจารณาจากทฤษฎีของพวกเขา จะพบว่าพระเจ้าผู้ทรงพลังต้องไขลานนาฬิกาบ้างในบางครั้ง เพื่อไม่ให้มันหยุดเดิน ฟังดูราวกับว่าพระเจ้านั้นไม่ได้ทรงหยั่งรู้มันล่วงหน้าถึงไม่ได้สร้างนาฬิกาที่สามารถเดินได้เองตลอดกาล [29] Nepenthes fusca
N.fusca ถูกเก็บได้ครั้งแรกโดย เฟรดเดอร์ริก เอ็นเดอร์ต (Frederik Endert) ในวันที่ 12 ตุลาคม ค.ศ. 1925 จากภูเขาแคมมูล (Kemul) ในกาลิมันตันตะวันออก ที่ความสูง 1500 ม. มันถูกค้นพบระหว่างการสำรวจใจกลางบอร์เนียวโดยสถาบันวิจัยป่าไม้แห่งโบกอร์ (Bogor) (หรือที่รู้จักกันในชื่อบิตเทนซอร์ก (Buitenzorg)) [3] ซึ่งในการสำรวจครั้งนั้นเอ็นเดอร์ตเก็บ N.mollis มาได้ด้วยเหมือนกัน[4][a] ตัวอย่างของ N.fusca ถูกตั้งชื่อว่า Endert 3955 เป็นเพศผู้และเก็บรักษาที่หอพรรณไม้แห่งโบกอร์ ซึ่งเป็นหอพรรณไม้ของสวนพฤกษศาสตร์โบกอร์[5][6] เอ็นเดอร์ตเขียนเกี่ยวกับหม้อข้าวหม้อแกงลิงชนิดนี้ในบัญชีรายละเอียดปี ค.ศ. 1927 ของคณะสำรวจไว้[3] ถึงแม้เขาจะระบุบผิดว่าเป็น N.veitchii[5][6] สนามแรงบิด (วิทยาศาสตร์เทียม)
สนามแรงบิด (English: Torsion field ชื่อพ้อง: Axion field, Spin field, Spinor field, Microlepton field) เป็นวิทยาศาสตร์เทียม[1]ด้านพลังงาน ซึ่งกล่าวถึงสภาพการหมุนเชิงควอนตัมของอนุภาคสามารถทำให้เกิดการส่งผ่านข้อมูลผ่านห้วงสุญญากาศด้วยความเร็วพันล้านเท่าของแสงโดยไม่ใช้มวลและพลังงาน ทฤษฎีถูกตั้งขึ้นในสหภาพโซเวียตโดยกลุ่มนักฟิสิกส์ใน ค.ศ. 1980 โดยอ้างอิงทฤษฎีไอน์สไตน์-คาตานแบบหลวม ๆ และใช้ผลลัพธ์ดัดแปลงจากสมการของแมกซ์เวลล์[2] อนาโตลี อาคิมอฟ (English: Anatoly Akimov, Russian: Анатолий Акимов) และเกนนาดี้ ชือปอฟ (English: Gennady Shipov, Russian: Геннадий Шипов) [3] เป็นหัวหอกนำคณะวิจัยโดยใช้ทุนจากรัฐภายใต้ชื่อองค์กร ศูนย์เทคโนโลยีทางเลือก (Center of Nontraditional Technologies) อย่างไรก็ตาม คณะทำงานดังกล่าวถูกยุบลงใน ค.ศ. 1991 เมื่อศาสตราจารย์อเลกซานดรอฟ (Ye. B Aleksandrov) เปิดโปงคณะทำงานของชือปอฟว่าเป็นงานหลอกลวงต้มตุ๋นขโมยเงินทุนของรัฐ แต่โดยไม่ทราบสาเหตุ อาคิมอฟ และ ชือปอฟ ได้รับการสนับสนุนทุนการวิจัยสนามแรงบิดจากรัฐบาลโดยกระทรวงวิทยาศาสตร์ระหว่างช่วง ค.ศ. 1992-1995 และจาก กระทรวงกลาโหมระหว่างช่วง ค.ศ. 1996-1997 และยังมีการได้รับการสนับสนุนต่อเนื่องมาเป็นการลับ[2]ในฐานะบริษัทเอกชนใช้ชื่อว่า The International Institute for Theoretical and Applied Physics ซึ่งเปลี่ยนชื่อเรียกใหม่เป็น บริษัท ยูวิเตอร์ จำกัด (UVITOR) [4] ในภายหลังบริษัทจดทะเบียนที่กรุงเทพมหานครตั้งแต่ ค.ศ. 2005 โดยมีการให้บริการสินค้าเวชภัณฑ์ในที่ตั้งเดียวกันด้วย[5] ในประเทศไทยงานวิจัยสนามแรงบิดได้รับการสนับสนุนจากนักวิชาการที่มีชื่อเสียงหลายคน รวมถึงมีการให้ทุนทำวิจัยในมหาวิทยาลัยโดยหน่วยงานให้ทุนวิจัยภาครัฐ[6][7] ดาวฤกษ์
นักดาราศาสตร์ยุโรปในยุคต้น ๆ อาทิ ไทโค บราเฮ ได้ค้นพบดาวฤกษ์ใหม่ปรากฏบนท้องฟ้ากลางคืน (ต่อมาเรียกชื่อว่า โนวา) และเสนอว่า แท้จริงแล้วสรวงสวรรค์ไม่ใช่เปลี่ยนแปลงมิได้ ปี ค.ศ. 1584 จิออร์ดาโน บรูโน เสนอแนวคิดว่าดาวฤกษ์ต่าง ๆ ก็เป็นเหมือนดวงอาทิตย์ดวงอื่น ๆ และอาจมีดาวเคราะห์ของมันเองโคจรอยู่รอบ ๆ ซึ่งดาวเคราะห์บางดวงอาจมีลักษณะเหมือนโลกก็เป็นได้[23] แนวคิดทำนองนี้เคยมีการนำเสนอมาก่อนแล้วตั้งแต่สมัยกรีกโบราณโดยนักปรัชญาบางคนเช่น ดีโมครีตุสและเอพิคุรุส[24] เช่นเดียวกับนักจักรวาลวิทยาชาวอิสลามในยุคกลาง[25] อย่างเช่น ฟาคีร์ อัลดิน อัลราซี[26] เมื่อล่วงมาถึงศตวรรษต่อมา แนวคิดที่ว่าดาวฤกษ์เป็นเหมือนกับดวงอาทิตย์ที่อยู่ห่างไกลออกไป ได้เป็นที่ยอมรับในหมู่นักดาราศาสตร์ ไอแซก นิวตัน เสนอแนวคิดเพื่ออธิบายว่าเหตุใดดาวฤกษ์จึงไม่มีแรงดึงดูดผูกพันกับระบบสุริยะ เขาคิดว่าดาวฤกษ์แต่ละดวงกระจัดกระจายกันอยู่ในระยะห่างเท่า ๆ กัน ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากนักเทววิทยา ริชาร์ด เบนท์ลีย์[27] เฮนรี คาเวนดิช
นอกจากนี้ เฮนรี่ คาเวนดิช ได้รู้จักกันดีว่าเป็นผู้ค้นพบค่าคงตัวโน้มถ่วงสากล ค่านั้นคือ 6.67x10¹¹ (G) ซึ่งได้จากการทดลองด้วยเครื่องมือที่สร้างโดยจอห์น มิตเชล ซึ่งถึงแก่กรรมก่อนที่คาเวนดิชจะทดลองเสียอีก เครื่องมือที่ว่านั้นประกอบด้วยตาชั่งแบบบิด สำหรับใช้วัดแรงดึงดูดของลูกกลมตะกั่วสองลูก ทำให้เขาได้ค่าคงตัวโน้มถ่วงสากลตามกฎแรงดึงดูดระหว่างมวลของนิวตัน และเขาได้นำไปคำนวณมวลของโลก ซึ่งค่านี้เป็นที่ยอมรับมาจนถึงช่วงศตวรรษที่ 20 แอร์วิน ชเรอดิงเงอร์
ปี ค.ศ.1927 เข้าร่วมงานกับมักซ์ พลังค์ (Max Planck) ที่ Friedrich Wilhelm University ในกรุงเบอร์ลิน (Berlin) ประเทศเยอรมัน ซึ่งขณะนั้นกลายเป็นศูนย์กลางความเจริญทางด้านวิทยาศาสตร์ แต่อย่างไรก็ตาม ในปี ค.ศ.1933 เขาตัดสินใจย้ายออกจากเยอรมัน เนื่องจากมีความคิดต่อต้านในลัทธินาซี (Nazi) โดยเขาได้ย้ายไปเป็นครูที่ Magdalen College ใน University of Oxford ประเทศอังกฤษ ซึ่งต่อจากนั้นไม่นาน เขาก็ได้รับรางวัลโนเบลร่วมกับพอล ดิแรก (Paul Dirac) สำหรับผลงานเกี่ยวกับทฤษฎีอะตอมและกลศาสตร์ควอนตัม (quantum mechanics) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การพัฒนาสมการคลื่นของกลศาสตร์ควอนตัม หรือสมการคลื่นของชเรอดิงเงอร์ (Schrödinger equation) นั่นเอง การสลับขั้วแม่เหล็กโลก
ในปี 1963 เฟรดเดอริกค์ ไวน์ และ ดรัมมอนด์ แมตทิวส์ ได้ให้คำอธิบายง่ายๆโดยการผสมผสานทฤษฏีการแยกเคลื่อนที่แผ่ออกของพื้นมหาสมุทรของแฮรี แฮมมอนด์ เฮสส์กับความรู้ด้านมาตรธรณีกาลของการสลับขั้วแม่เหล็กว่า ถ้าพื้นทะเลที่เกิดขึ้นมาใหม่มีสนามแม่เหล็กโลกแบบปัจจุบันแล้ว การแยกแผ่ออกไปของพื้นมหาสมุทรจากเทือกเขากลางสมุทรจะก่อให้เกิดแถบสนามแม่เหล็กที่ขนานไปกับแนวเทือกเขานั้นๆ[2] ลอว์เลนซ์ มอร์เลย์ ชาวแคนาดาก็ได้เสนออย่างอิสระโดยอธิบายในลักษณะคล้ายๆกันในเดือนมกราคม 1963 แต่ผลงานของเขาถูกปฏิเสธโดยวารสารวิทยาศาสตร์เนเจอร์และ Journal of Geophysical Research และก็ไม่ได้รับการตีพิมพ์จนกระทั่งปี 1967 ที่ได้ตีพิมพ์ใน Saturday Review ของสหรัฐอเมริกา[1] กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันเป็นกฎทางกายภาพ สามข้อที่เป็นรากฐานของกลศาสตร์ดั้งเดิม ใช้สำหรับการอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างวัตถุกับแรงที่กระทำต่อวัตถุนั้น และการเคลื่อนที่เนื่องจากแรงเหล่านั้น โดยในกฎข้อแรกเป็นการนิยามความหมายของแรง กฎข้อที่สองเป็นการเสนอการวัดแรงในเชิงปริมาณ และกฎข้อที่สามเป็นการอ้างว่าไม่มีแรงโด่ดเดี่ยว ในสามร้อยปีที่ผ่านมากฎทั้งสามข้อได้รับการตีความในหลาย ๆ ด้าน และสามารถสรุปได้ดังนี้ ความโน้มถ่วง
Albert Einstein ได้เผยแพร่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปในปี พ.ศ. 2459 โดยเนื้อหาแสดงถึงการอธิบายความโน้มถ่วงที่มีพื้นฐานมาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและกฎความโน้มถ่วงของนิวตันในรูปแบบของกาลอวกาศ () เชิงเรขาคณิตที่สามารถอธิบายได้ด้วยสมการสนามของAlbert Einstein () ดังนี้ ไอแซก นิวตัน
วอลแตร์ นักเขียนและนักปรัชญาชาวฝรั่งเศสซึ่งพำนักในลอนดอนในช่วงเวลาที่ฝังศพของนิวตัน อ้างว่าเขาได้ค้นพบข้อเท็จจริงนี้ เขาเขียนไว้ว่า "ผมได้รับการยืนยันจากหมอและศัลยแพทย์ที่อยู่กับเขาตอนที่เขาตาย"[14] (เรื่องที่อ้างกล่าวว่า ขณะที่เขานอนบนเตียงและกำลังจะตาย ก็สารภาพออกมาว่าเขายังบริสุทธิ์อยู่[15][16]) ในปี 1733 วอลแตร์ระบุโดยเปิดเผยว่านิวตัน "ไม่มีทั้งความหลงใหลหรือความอ่อนแอ เขาไม่เคยเข้าใกล้หญิงใดเลย"[17][18] เรณูวิทยา
มีรายงานการค้นพบละอองเรณูภายใต้กล้องจุลทรรศน์เป็นครั้งแรกสุดในช่วงทศวรรษที่ 1640 โดย เนเฮเมียห์ กรีว นักพฤกษศาสตร์ชาวอังกฤษ[2]เป็นผู้บรรยายลักษณะของละอองเรณู เกสรตัวผู้ และเป็นผู้ทำนายได้อย่างถูกต้องว่าละอองเรณูเป็นสิ่งจำเป็นในการสืบพันธุ์ของพืชทั้งหลาย กล้องจุลทรรศน์ได้เข้ามามีบทบาทในการศึกษาเรณูวิทยามากยิ่งขึ้นรวมไปถึงผลงานของโรเบิร์ต คิดสตัน และพี เรนช์ผู้ตรวจสอบพบสปอร์ในชั้นถ่านหินที่เปรียบเทียบได้กับสปอร์ของพืชปัจจุบัน[3] ผู้บุกเบิกช่วงแรกๆยังรวมถึงคริสเตียน กอทต์ฟรายด์ อีห์เรนเบิร์ก (ผู้ศึกษาเรดิโอลาเรียนและไดอะตอม) ไกเดียน แมนเทลล์ (ผู้ศึกษาสาหร่ายเดสมิด) และเฮนรี โฮฟเรย์ ไวต์ (ผู้ศึกษาไดโนแฟลกเจลเลต) บทนำทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
ไอน์สไตน์ตั้งสมมติฐานว่าประสบการณ์ผู้สังเกตไร้น้ำหนักและผู้สังเกตเฉื่อยคล้ายกันในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษเป็นตัวแทนของคุณสมบัติมูลฐานของความโน้มถ่วง และเขายกให้ข้อนี้เป็นหลักหมุดของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขา โดยสรุปไว้ในหลักการสมมูลของเขา กล่าวโดยสรุปคือ หลักการนี้ระบุว่าบุคคลในลิฟต์ที่ตกอย่างเสรีไม่สามารถบอกได้ว่าตนกำลังตกอย่างเสรี ทุกการทดลองที่มีสิ่งแวดล้อมตกอย่างเสรีดังนี้ให้ผลลัพธ์เช่นเดียวกับผู้สังเกตขณะพักหรือกำลังเคลื่อนที่เป็นระเบียบในอวกาศที่อยู่ไกลจากแหล่งความโน้มถ่วงใด ๆ ความโน้มถ่วง
จากกฎความโน้มถ่วงของนิวตัน ความโน้มถ่วงของโลกที่กระทำกับมวลใด ๆ จะขึ้นอยู่กับระยะทางระหว่างศูนย์กลางมวลของโลกกับศูนย์กลางมวลวัตถุยกกำลังสอง ดังนั้นแรงโน้มถ่วงของโลกบริเวณต่าง ๆ จึงมีค่าไม่เท่ากัน และเนื่องจากโลกมีการหมุนรอบตัวเองมีผลทำให้เกิดแรงหนีศูนย์กลาง แรงหนีศูนย์กลางนี้จะหักล้างกับแรงโน้มถ่วงของโลก แรงหนีศูนย์กลางจะมีค่ามากที่สุดบริเวณเส้นศูนย์สูตร และมีค่าน้อยที่สุดบริเวณขั้วโลก ผลของแรงหนีศูนย์กลางนี้ทำให้แรงโน้มถ่วงของโลกบริเวณเส้นศูนย์สูตรมีค่าน้อยกว่าแรงโน้มถ่วงของโลกบริเวณขั้วโลกเหนือ นอกจากนั้น โลกก็มิได้เป็นทรงกลมโดยสมบูรณ์ แต่แป้นตรงกลางเล็กน้อยคล้ายผลส้ม ทำให้ระยะห่างจากจุดศูนย์กลางของโลกถึงพื้นผิวโลกแปรผันไปตามละติจูด บทนำทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเป็นทฤษฎีความโน้มถ่วงซึ่งอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์พัฒนาระหว่าง ค.ศ. 1907 ถึง 1915 ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ผลของความโน้มถ่วงที่สังเกตได้ระหว่างมวลเกิดจากการบิดงอ (warp) ของปริภูมิ-เวลา อาร์เธอร์ แมคโดนัลด์
แมคโดนัลด์และทีมวิจัยแห่งศูนย์สังเกตการณ์นิวตริโนซัดบิวรีได้ค้นพบปรากฏการณ์การแกว่งของอนุภาคนิวตริโนเมื่อเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2544 โดยใช้อุปกรณ์ตรวจจับนิวตริโนที่ตั้งอยู่ในเหมืองเก่าลึกลงไปใต้ดินกว่า 2,100 เมตรใกล้เมืองซัดบิวรี รัฐออนแทรีโอ โดยทีมวิจัยพิสูจน์ได้ว่านิวตริโนจากดวงอาทิตย์นั้นสามารถ"แกว่ง"และเปลี่ยนรูปไปเป็น อิเล็กตรอนนิวตริโน (formula_1) มิวออนนิวตริโน (formula_2) หรือเทานิวตริโน (formula_3) ได้จริง ผลงานดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ใน "Physical Review Letters" ซึ่งเป็นวารสารวิชาการเชิงวิทยาศาสตร์โดยสมาคมฟิสิกส์แห่งอเมริกา และได้รับการพิจารณาว่าเป็นผลงานที่สำคัญมากชิ้นหนึ่ง ผลงานชิ้นนี้ได้พิสูจน์และแก้ปัญหาของนิวตริโนที่มาจากดวงอาทิตย์โดยใช้คำอธิบายจากปรากฏการณ์การแกว่งของนิวตริโน กฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน
โดยที่: บิกแบง
ปี ค.ศ. 1989 นาซาส่งดาวเทียมสำรวจพื้นหลังจักรวาล (Cosmic Background Explorer; COBE) ขึ้นสู่อวกาศ และการค้นพบอย่างแรกที่ปรากฏในปี ค.ศ. 1990 คือข้อสนับสนุนแนวคิดของบิกแบงเกี่ยวกับไมโครเวฟพื้นหลัง ดาวเทียม COBE พบอุณหภูมิที่เหลืออยู่ 2.726 K ต่อมาในปี ค.ศ. 1992 ก็สามารถตรวจพบสภาพการแกว่งตัวของไมโครเวฟพื้นหลังได้เป็นครั้งแรก[16] จอห์น ซี. เมเทอร์ และจอร์จ สมูท ได้รับรางวัลโนเบลในฐานะผู้นำในการค้นพบคราวนี้ ตลอดทศวรรษต่อมาการศึกษาการแกว่งตัวของไมโครเวฟพื้นหลังก็ดำเนินการต่อโดยใช้บอลลูนตรวจการณ์และกิจกรรมภาคพื้นดินจำนวนมาก ระหว่างปี ค.ศ. 2000-2001 มีการทดลองต่างๆ มากมาย ที่โดดเด่นคือกลุ่มทดลอง โครงการบูมเมอแรง พวกเขาพบว่าเอกภพมีสภาพค่อนข้างแบนเมื่อตรวจเทียบกับขนาดเชิงมุมตามปกติของการแกว่งตัว (ดูเพิ่มใน รูปร่างของเอกภพ) ไอแซก นิวตัน
- รวบรวมประวัติและผลงานของนิวตันในทุกสาขา โดย Eric Weisstein (via archive.org) NOVA TV programme จากสารานุกรมปรัชญาของสแตนฟอร์ด: , โดย จอร์จ สมิธ , โดย จอร์จ สมิธ , โดย แอนดรูว์ จาเนียค , โดย Robert Rynasiewicz Educational material งานวิจัยเกี่ยวกับงานเขียนของนิวตันเรื่องการเล่นแร่แปรธาตุ Kandaswamy, Anand M. – การศึกษาว่าด้วยวิธีที่นิวตันประมาณการผลลัพธ์ของการแก้สมการอันดับที่หนึ่งโดยใช้อนุกรมอนันต์ สื่อภาพ เสียง แอนิเมชั่น และสื่ออินเตอร์แอคทีฟอื่นๆ วิดีโอเกี่ยวกับชีวประวัติของนิวตัน ทัศนศาสตร์ ฟิสิกส์ และมุมมองของเขาเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และศาสนา บทนำทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
นักฟิสิกส์หลายคนรวมทั้งไอน์สไตน์ค้นหาทฤษฎีซึ่งจะทำให้กฎความโน้มถ่วงของนิวตันเข้าได้กับทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ มีเพียงทฤษฎีของไอน์สไตน์เท่านั้นที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสอดคล้องกับการทดลองและการสังเกต เพื่อเข้าใจความคิดพื้นฐานของทฤษฎี จึงจำเป็นที่จะติดตามความคิดของไอน์สไตน์ระหว่าง ค.ศ. 1907 ถึง 1915 ตั้งแต่การทดลองทางความคิดเบื้องต้นของเขาอันเกี่ยวข้องกับผู้สังเกตในการตกเสรีสู่ทฤษฎีความโน้มถ่วงเรขาคณิตสมบูรณ์ของเขา ลูกกระสุนปืนใหญ่ของนิวตัน
ลูกกระสุนปืนใหญ่ของนิวตัน () เป็นการทดลองทางความคิดที่ ไอแซก นิวตัน ใช้ตั้งสมมติฐานว่า แรงของความโน้มถ่วงนั้นใช้ได้ทั่วไปและเป็นแรงสำคัญสำหรับการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ไอแซก นิวตัน
ชีวิตส่วนใหญ่ของนิวตันอยู่กับความขัดแย้งกับบรรดานักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ โดยเฉพาะฮุก, ไลบ์นิซ และเฟลมสตีด ซึ่งนิวตันแก้เผ็ดโดยวิธีลบเรื่องหรือข้อความที่เป็นจินตนาการหรือไม่ค่อยเป็นจริงที่ได้อ้างอิงว่าเป็นการช่วยเหลือของพวกเหล่านั้นออกจากงานของนิวตันเอง นิวตันตอบโต้การวิพากษ์วิจารณ์งานของตนอย่างดุเดือดเสมอ และมักมีความปริวิตกอยู่เป็นนิจจนเชื่อกันว่าเกิดจากการถูกมารดาทอดทิ้งในสมัยที่เป็นเด็ก และความบ้าคลั่งดังกล่าวแสดงนี้มีให้เห็นตลอดการมีชีวิต อาการสติแตกของนิวตันในปี พ.ศ. 2236 ถือเป็นการป่าวประกาศยุติการทำงานด้านวิทยาศาสตร์ของนิวตัน หลังได้รับพระราชทานบรรดาศักดิ์เป็นขุนนางระดับเซอร์ในปี พ.ศ. 2248 นิวตันใช้ชีวิตในบั้นปลายภายใต้การดูแลของหลานสาว นิวตันไม่ได้แต่งงาน แต่ก็มีความสุขเป็นอย่างมากในการอุปการะนักวิทยาศาสตร์รุ่นหลัง ๆ และนับตั้งแต่ปี พ.ศ. 2246 เป็นต้นมาจนถึงวาระสุดท้ายแห่งชีวิต นิวตันดำรงตำแหน่งเป็นนายกราชสมาคมแห่งลอนดอนที่ได้รับสมญา “นายกสภาผู้กดขี่” สตีเฟน ฮอว์กิง
เมื่อ ปี พ.ศ. 2517 เขาได้เป็นสมาชิกที่มีอายุน้อยที่สุดของราชบัณฑิตยสถานของอังกฤษ และได้รับตำแหน่งศาสตราจารย์สาขาฟิสิกส์แรงโน้มถ่วง ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในปี พ.ศ. 2520 และเมื่อในปี พ.ศ. 2522 ก็ได้รับการแต่งตั้งเป็น “เมธีคณิตศาสตร์ลูเคเชียน” (Lucasian Chair of Mathematics - เป็นตำแหน่งที่ตั้งขึ้นครั้งแรกเมื่อ พ.ศ. 2206 (ตรงกับรัชสมัยสมเด็จพระนารายณ์มหาราช) บุคคลที่ 2 ที่ได้รับตำแหน่งนี้ก็คือ เซอร์ไอแซก นิวตัน คนทั่วไปจึงเปรียบเทียบสตีเฟน ฮอว์กิง กับนิวตันและไอนสไตน์)  รูปหลายเหลี่ยม
ชาวคณิตศาสตร์สมัยก่อนที่ทำการคำนวณโดยใช้กฎแรงโน้มถ่วงของนิวตัน ได้ค้นพบว่าถ้าหากเทหวัตถุสองชนิด (เช่นดวงอาทิตย์กับโลก) โคจรรอบกันแล้ว จะมีจุดจุดหนึ่งที่แน่นอนในอวกาศ ที่ซึ่งเทหวัตถุขนาดเล็ก (อย่างเช่นดาวเคราะห์น้อยหรือสถานีอวกาศ) สามารถคงอยู่ในแนวโคจรที่เสถียร จุดนี้เรียกว่าจุดลากรานจ์ (Lagrangian points) ระหว่างดวงอาทิตย์กับโลกนั้นมีจุดลากรานจ์จำนวน 5 จุด ซึ่งมี 2 จุดในแนวโคจรของโลกที่ทำมุม 60 องศากับดวงอาทิตย์และโลกพอดี นั่นคือเมื่อเชื่อมจุดศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ โลก และจุดหนึ่งในสองจุดนั้น จะได้เป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่า นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบแล้วว่ามีดาวเคราะห์น้อยจำนวนหนึ่งอยู่ที่จุดเหล่านี้ แต่การทำให้สถานีอวกาศรักษาตำแหน่งอยู่ที่จุดลากรานจ์ในทางปฏิบัติยังเป็นข้อถกเถียงกันอยู่ ด้วยเหตุผลที่ว่า ถึงแม้ว่ามันจะไม่จำเป็นที่จะต้องปรับแต่งเส้นทาง มันก็อาจจะชนเข้ากับดาวเคราะห์น้อยที่มีอยู่ ณ ตำแหน่งนั้นโดยบ่อยครั้ง แต่ปัจจุบันนี้ก็มีดาวเทียมและเครื่องสังเกตการณ์อวกาศโคจรอยู่บนจุดลากรานจ์อื่นที่เสถียรน้อยกว่า ไมโครเลนส์ของแรงโน้มถ่วง
เมื่อดาวฤกษ์ที่ห่างไกลหรือเควซาร์อยู่ในแนวที่พอเหมาะพอดีกับวัตถุมวลมากอัดแน่นที่บังอยู่เบื้องหน้า จะมีการเบี่ยงเบนของแสงเนื่องมาจากสนามแรงโน้มถ่วง ดังที่ไอน์สไตน์เคยทำนายไว้ในปี 1915 ทำให้เกิดภาพที่บิดเบี้ยวไปในการสังเกตการณ์อย่างมีนัยสำคัญ ขอบเขตด้านเวลาของการสว่างขึ้นชั่วครู่ยามนี้ขึ้นอยู่กับมวลของวัตถุที่บดบังอยู่ด้านหน้า เช่นกันกับการเคลื่อนที่เฉพาะที่เกี่ยวข้องระหว่าง "แหล่งกำเนิด" เบื้องหลังกับวัตถุเบื้องหน้าที่ทำตัวเป็น "เลนส์" การสลับขั้วแม่เหล็กโลก
โครงการสำรวจทางธรณีวิทยาลามอนต์-โดเฮอร์ที ได้เริ่มต้นขึ้นในปี 1966 ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบแนวตัดขวางสนามแม่เหล็กผ่านเทือกเขากลางสมุทรแปซิฟิก-แอนตาร์กติกว่ามีความสมมาตรกันและสดคล้องกับที่พบในเทือกเขากลางสมุทรเรย์กจาเนสของมหาสมุทรแอนแลนติกเหนือ ค่าความผิดปรกติของสนามแม่เหล็กในลักษณะเดียวกันนี้มีการค้นพบในพื้นมหาสมุทรทั้งหมดทั่วโลกและทำให้สามารถประมาณการช่วงเวลาของการเกิดแผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทรได้[1] แรง
เมื่อแรงถูกกระทำกับวัตถุหนึ่ง วัตถุนั้นสามารถได้รับผลกระทบ 4 ประเภท ดังนี้เซอร์ ไอแซก นิวตัน นักวิทยาศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ศึกษาเรื่องแรงและได้อธิบายกฎสามข้อของแรงไว้ในหนังสือของท่าน คือ The Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ไอแซก นิวตัน
ไอแซก นิวตัน ได้รับยกย่องจากปราชญ์และสมาชิกสมาคมต่างๆ ว่าเป็นหนึ่งในผู้ทรงอิทธิพลที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์
พ.ศ. 2465 ไอน์ชไตน์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2464[26] ในฐานะที่ "ได้อุทิศตนแก่ฟิสิกส์ทฤษฎี โดยเฉพาะอย่างยิ่งการค้นพบกฎที่อธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก" ซึ่งเป็นการอ้างอิงถึงงานเขียนของเขาในปี 2448 "โดยใช้มุมมองจากจิตสำนึกเกี่ยวกับการเกิดและการแปรรูปของแสง" แนวคิดของเขาได้รับการพิสูจน์อย่างหนักแน่นจากผลการทดลองมากมายในยุคนั้น สุนทรพจน์ในการมอบรางวัลยังระบุไว้ว่า "ทฤษฎีสัมพัทธภาพของเขาเป็นหัวข้อถกเถียงที่น่าสนใจที่สุดในวงวิชาการ (และ) มีความหมายในทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ซึ่งประยุกต์ใช้อย่างชัดเจนในปัจจุบัน"[27] ร่องลึกก้นสมุทร
ระหว่างทศวรรษที่ 1920 – 1930 เฟลิกซ์ แอนดรีส์ เวนิ่ง ไมเนสซ์ ได้พัฒนาเครื่องมือวัดแรงโน้มถ่วงโลกที่สามารถวัดค่าแรงโน้มถ่วงโลกในสภาพแวดล้อมใต้ทะเลที่เสถียรและได้ทำการวัดค่าแรงโน้มถ่วงเหนือร่องลึกก้นสมุทรด้วย จากค่าแรงโน้มถ่วงที่เขาวัดได้ชี้ชัดว่าร่องลึกก้นสมุทรเป็นบริเวณที่เว้าลึกลงไปในเนื้อโลก แนวคิดเรื่องลักษณะที่เว้าลึกลงไปตรงบริเวณร่องลึกก้นสมุทรถูกทำให้เป็นรูปเป็นร่างขึ้นมาโดยกริ๊กกส์ในปี 1939 ด้วยสมมุติฐานเทคโทยีน ซึ่งเขาได้พัฒนาแบบจำลองเปรียบเทียบมีรูปลักษณะเป็นรูปกลองคู่หมุนได้ ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ได้มีการปรับปรุงข้อมูลลักษณะพื้นผิวก้นทะเลในมหาสมุทรแปซิฟิกโดยเฉพาะอย่างยิ่งทางด้านตะวันตกและทางด้านเหนือที่ทำให้เห็นแนวร่องลึกเป็นแนวยาวชัดเจนขึ้น ความพยายามในการวิจัยห้วงทะเลลึกมีการเติบโตอย่างรวดเร็วโดยเฉพาะอย่างยิ่งมีการใช้เครื่องกำเนิดเสียงสะท้อนกันอย่างกว้างขวางในช่วงทศวรรษที่ 1950 – 1960 ที่ช่วยยืนยันคุณประโยชน์ของคำศัพท์ในเชิงรูปลักษณ์สัณฐานนี้ มีการค้นพบร่องลึกก้นทะเลที่สำคัญๆ มีการเก็บตัวอย่างและมีการวัดความลึกได้อย่างแม่นยำมากขึ้น ช่วงระยะเวลาของการสำรวจร่องลึกก้นทะเลได้บรรลุถึงจุดสุดยอดในปี 1960 ที่ทำให้ทราบถึงลักษณะที่ชัดเจนด้วยการดำดิ่งลงไปถึงก้นทะเลที่ร่องลึกชาลเลนเจอร์ หลังจากนั้นโรเบิร์ต ไดเอตซ์ และฮาร์รี เฮสส์ ได้สร้างสมมุติฐานการแยกแผ่ออกไปของแผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทร (seafloor spreading) ในช่วงต้นของทศวรรษที่ 1960 และพัฒนาไปเป็นเพลตเทคโทนิกในช่วงปลายของทศวรรษจนทำให้คำว่า “ร่องลึกก้นสมุทร” ได้รับการนิยามอีกครั้งในเชิงเทคโทนิกและความหมายทางพื้นผิวก้นมหาสมุทร  ไฟฟ้า
ในปีค.ศ. 1791 ลุยจิ กัลวานีได้ตีพิมพ์การค้นพบแม่เหล็กไฟฟ้าชีวภาพของเขาที่แสดงให้เห็นว่าไฟฟ้าเป็นตัวกลางที่ผ่านสัญญาณจากเซลล์ประสาทไปสู่กล้ามเนื้อ[14] แบตเตอรี่ของอาเลสซานโดร โวลตา หรือเซลล์ซ้อนของโวลตาในคริสต์ทศวรรษ 1800 ที่ทำจากชั้นที่สลับซ้อนกันของสังกะสีและทองแดง เป็นแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ให้กับเหล่านักวิทยาศาสตร์มากกว่าเครื่องจักรไฟฟ้าสถิต (English: Electrostatic machine) ที่เคยใช้กันอยู่ก่อนหน้านี้ [14] การยอมรับในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า ถึงความเป็นหนึ่งเดียวของปรากฏการณ์ไฟฟ้าและแม่เหล็กเป็นผลงานของ ฮันส์ คริสเทียน เออสเตดและอังเดร มารี แอมแปร์ในปี 1819-1820, ไมเคิล ฟาราเดย์ได้ประดิษฐ์มอเตอร์ไฟฟ้าในปีค.ศ. 1821 และจอร์จ ไซมอน โอห์มได้ใช้คณิตศาสตร์วิเคราะห์วงจรไฟฟ้าในปีค.ศ. 1827[14] ไฟฟ้าและแม่เหล็ก (และแสงสว่าง) ถูกเชื่อมกันในทางนิยามโดยเจมส์ เคริก แมกซเวลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากผลงาน "บนเส้นกายภาพของแรง" ของเขาในปี 1861 และปี 1862[15] บลุป
NOAA ได้พบข้อมูลเพิ่มเติมคือ เหตุการณ์ที่เกิดขึ้น ไม่ได้เกิดที่บริเวณ (ชายฝั่งตะวันตกเฉียงใต้ของทวีปอเมริกาใต้) ในมหาสมุทรแปซิฟิก บริเวณเส้นศูนย์สูตร แต่เกิดที่บริเวณขั้วโลกใต้ ต้นกำเนิดเสียงมาจากก้อนภูเขาน้ำแข็งที่มีชื่อว่า A53a ค้นพบอยู่ที่เกาะเซาท์จอร์เจียและหมู่เกาะเซาท์แซนด์วิช และทาง NOAA ได้เปิดเผยชื่อนักวิทยาศาสตร์ที่บอกว่า มันน่าจะเป็นเสียงก้อนภูเขาน้ำแข็งในมหาสมุทร คือ Dr.Yunbo Xie (ด็อกเตอร์เหยินโบว ฉี) เป็นผู้เชี่ยวชาญทางด้านคลื่นเสียง ดาราศาสตร์
เคปเลอร์ได้คิดค้นระบบแบบใหม่ขึ้นโดยปรับปรุงจากแบบจำลองเดิมของโคเปอร์นิคัส ทำให้รายละเอียดการโคจรต่าง ๆ ของดาวเคราะห์และดวงอาทิตย์ที่ศูนย์กลางสมบูรณ์ถูกต้องมากยิ่งขึ้น แต่เคปเลอร์ก็ไม่ประสบความสำเร็จในการนำเสนอทฤษฎีนี้เนื่องจากกฎหมายในยุคสมัยนั้น จนกระทั่งต่อมาถึงยุคสมัยของเซอร์ ไอแซค นิวตัน ผู้คิดค้นหลักกลศาสตร์ท้องฟ้าและกฎแรงโน้มถ่วงซึ่งสามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ได้อย่างสมบูรณ์ นิวตันยังได้คิดค้นกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงขึ้นด้วย ความคิดเห็นทางศาสนาของไอแซค นิวตัน
ดังเช่นที่พบว่ากลุ่มบุคคลเพียงบางกลุ่มที่จัดตั้งความรู้ในยุคเรเนซองส์ นิวตันเชื่อว่านักปราชญ์ในยุคโบราณและกลุ่มบุคคลทางศาสนาสามารถเข้าถึงความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติและจักรวาล แต่ความจริงเหล่านี้ถูกซ่อนไว้ภายใต้ภาษาที่ใช้บันทึกในสมัยนั้น ซึ่งนักวิชาการในยุคกลาง ([], [], และ[]) ต่างอาศัยการถอดรหัสเพื่อที่จะทำความเข้าใจ ความเชื่อต่อภูมิปัญญาของคนโบราณและการเข้าถึงอารยธรรมที่ได้จากบุคคลทางศาสนาในยุคก่อน (พระเยซูแห่งนาซาเร็ธ, ผู้เผยพระวจนะอิสยาห์ และ[]) รวมทั้งเหล่านักเขียน (พลาโต และเดโมคริทุส) ถูกเรียกว่า ปริสก้า ซาปิเอนเทีย .[1] ความคิดเห็นทางศาสนาของไอแซค นิวตัน
แนวความคิดของนิวตันเกี่ยวกับโลกทางกายภาพได้สร้างแบบจำลองที่มั่นคงให้กับโลก. นิวตันมองว่าพระเป็นเจ้า เป็นผู้สร้างสรรค์สิ่งต่างๆ และการดำรงอยู่นั่นไม่อาจปฏิเสธได้เมื่อพิจารณาจากความงดงามของสิ่งต่างๆ ที่ถูกสร้างขึ้นมา[6][7] แม้ว่าเขาจะเกิดมาจากครอบครัวนิกาย[แองกลิคัน]], แต่ในช่วงอายุสามสิบนิวตันได้ยึดถือศรัทธาตามแบบอย่างของชาวคริสเตียน, ซึ่งเป็นที่รับรู้กันโดยทั่วไป, ว่าไม่ถูกจัดเข้าอยู่ในหลักความเชื่อแบบดั้งเดิม(แบบออร์โธดอกซ์)ด้วยกระแสหลักแห่งความเป็นคริสเตียน;[8] เมื่อไม่นานมานี้เขาถูกจำแนกไว้เป็นพวกนอกรีต[9] ฟิสิกส์นิวเคลียร์
กับการค้นพบนิวตรอน นักวิทยาศาสตร์ในที่สุดก็สามารถคำนวณสิ่งที่เป็นส่วนย่อยของพลังงานยึดเหนี่ยวที่แต่ละนิวเคลียสมีอยู่ จากการเปรียบเทียบมวลของนิวเคลียสกับมวลของโปรตอนและนิวตรอนที่ประกอบเป็นนิวเคลียสขึ้นมา ความแตกต่างระหว่างมวลของนิวเคลียสจะถูกคำนวณในลักษณะนี้และ เมื่อปฏิกิริยานิวเคลียร์ถูกวัด ถูกพบว่าเป็นไปตามการคำนวณของ Einstein ของความเท่าเทียมกันของมวลและพลังงานภายใน 1% ณ ปี 1934 คลื่นความโน้มถ่วง
ในวิชาฟิสิกส์ คลื่นความโน้มถ่วง () คือความผันผวนของความโค้งในปริภูมิ-เวลาที่แผ่ออกเป็นคลื่น ที่เดินทางออกจากแหล่งกำเนิด อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ทำนายไว้ใน ค.ศ. 1916 บนพื้นฐานทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขา คลื่นความโน้มถ่วงส่งพลังงานเป็นรังสีความโน้มถ่วง () การมีคลื่นความโน้มถ่วงนี้เป็นผลลัพธ์ที่เกิดได้จากความไม่แปรเปลี่ยนลอเรนซ์ (Lorentz invariance) ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป เพราะนำมาซึ่งมโนทัศน์ความเร็วจำกัดของการแผ่ของอันตรกิริยากายภาพ ในทางตรงข้าม คลื่นความโน้มถ่วงมีไม่ได้ในกฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน ซึ่งมีสัจพจน์ว่าอันตรกิริยากายภาพแผ่ด้วยความเร็วอนันต์ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์
งานวิจัยของไอน์ชไตน์หลังจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปมีหัวใจหลักอยู่ที่การพยายามทำให้ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงสามารถอธิบายคุณสมบัติของแม่เหล็กไฟฟ้าได้ ปี พ.ศ. 2493 เขาได้พูดถึงแนวคิดเรื่อง "ทฤษฎีแรงเอกภาพ" ในวารสาร Scientific American ในบทความชื่อว่า "On the Generalized Theory of Gravitation" แม้เขาจะได้รับความยกย่องอยู่พอสมควร แต่ก็ไม่ค่อยได้รับการสนับสนุนในการวิจัยเรื่องนี้ และความทุ่มเทส่วนใหญ่ของเขาก็ไม่ประสบความสำเร็จ แรงนิวเคลียร์
หลักการของแรงนิวเคลียร์เริ่มก่อสร้างขึ้นในปี 1934 ไม่นานหลังจากการค้นพบนิวตรอนซึ่งเผยให้เห็นว่า นิวเคลียสอะตอมประกอบขึ้นด้วยโปรตอนกับนิวตรอน ที่ยึดเหนี่ยวกันและกันเอาไว้ด้วยแรงดึงดูด เวลานั้นเชื่อกันว่าแรงนิวเคลียร์ถูกส่งผ่านด้วยอนุภาคที่เรียกว่า มีซอน ซึ่งเป็นอนุภาคที่ทำนายเอาไว้ในทฤษฎี ก่อนจะมีการค้นพบจริงในปี ค.ศ. 1947 ต่อมาในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1970 จึงมีความเข้าใจกันมากขึ้นว่า มีซอนเหล่านี้เป็นส่วนประกอบของควาร์กและกลูออน ที่ส่งผ่านระหว่างนิวคลีออนโดยที่ตัวมันประกอบขึ้นจากควาร์กและกลูออน แบบจำลองใหม่นี้ทำให้อันตรกิริยาอย่างเข้มเป็นตัวยึดเหนี่ยวนิวคลีออนเอาไว้ด้วยกัน นิวตัน (หน่วย)
นิวตัน (สัญลักษณ์ : N) ในวิชาฟิสิกส์ เป็นหน่วยเอสไอของแรง ชื่อของหน่วยนี้ตั้งขึ้นตามชื่อของเซอร์ไอแซก นิวตัน เพื่อระลึกถึงผลงานของเขาในสาขาฟิสิกส์แบบฉบับ หน่วยนี้มีการใช้เป็นครั้งแรกประมาณปี ค.ศ. 1904 แต่ยังไม่ได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการจากที่ประชุมใหญ่ว่าด้วยการชั่งตวงวัดให้เป็นชื่อหน่วยเมตร-กิโลกรัม-วินาที (เอ็มเคเอส) ของแรงจนกระทั่งปี ค.ศ. 1948 อัลเฟรด โนเบล
อัลเฟร็ด เบิร์นฮาร์ท โนเบลได้ค้นพบว่าเมื่อนำสารไนโตรกลีเซอรินมารวมกับตัวซึมซับเฉื่อย เช่นผงไดอะตอมมาเชียส (diatomaceous earth - ผงที่ทำจากซากไดอะตอมชนิดเดียวกับที่ใช้กรองน้ำในสระว่ายน้ำทั่วไป) จะมีความปลอดภัยมากในการผลิต ซึ่งโนเบลได้จดสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2410 โดยใช้ชื่อว่า "ไดนาไมท์" และได้สาธิตดินระเบิดแบบใหม่ของเขาในปีนั้นในเหมืองแห่งหนึ่งในอังกฤษ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์
อัลแบร์ท ไอน์ชไตน์ (German: Albert Einstein) หรือ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เป็นศาสตราจารย์ทางฟิสิกส์และนักฟิสิกส์ทฤษฎี ชาวเยอรมันเชื้อสายยิว ซึ่งเป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่าเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในคริสต์ศตวรรษที่ 20 เขาเป็นผู้เสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพ และมีส่วนร่วมในการพัฒนากลศาสตร์ควอนตัม กลศาสตร์สถิติ และจักรวาลวิทยา เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ใน พ.ศ. 2464 จากการอธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก และจาก"การทำประโยชน์แก่ฟิสิกส์ทฤษฎี" กฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน
กฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน () ระบุว่า แต่ละจุดมวลในเอกภพจะดึงดูดจุดมวลอื่นๆ ด้วยแรงที่มีขนาดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของมวลทั้งสอง และเป็นสัดส่วนผกผันกับค่ากำลังสองของระยะห่างระหว่างกัน นี่คือกฎฟิสิกส์ทั่วไปที่ได้จากการสังเกตการณ์ของไอแซก นิวตัน เป็นส่วนหนึ่งของกลศาสตร์ดั้งเดิม และเป็นส่วนสำคัญอยู่ในงานของนิวตันชื่อ "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" ("the Principia") ซึ่งเผยแพร่ครั้งแรกเมื่อวันที่ 5 กรกฎาคม ค.ศ. 1687 ไอแซก นิวตัน
นิวตันไม่เคยแต่งงาน และไม่มีหลักฐานใดที่บ่งบอกว่าเขาเคยมีความสัมพันธ์เชิงชู้สาวกับผู้ใด แม้จะไม่สามารถระบุได้แน่ชัด แต่ก็เชื่อกันโดยทั่วไปว่าเขาถึงแก่กรรมไปโดยที่ยังบริสุทธิ์ ดังที่บุคคลสำคัญหลายคนกล่าวถึง เช่นนักคณิตศาสตร์ ชาลส์ ฮัตตัน[11] นักเศรษฐศาสตร์ จอห์น เมย์นาร์ด เคนส์[12] และนักฟิสิกส์ คาร์ล เซแกน[13] ชาร์ล-โอกุสแต็ง เดอ กูลง
ครั้นปี พ.ศ. 2304 กูลงก็สำเร็จการศึกษาและได้เข้าร่วมภารกิจสร้างป้อมบูร์บง (Fort Bourbon) ที่มาร์ตีนิก คราวที่เกิดสงครามเจ็ดปี เขาใช้ชีวิตที่นั่นแปดปีเพื่อควบคุมงานจนติดไข้ป่า ระหว่างนั้น เขาได้ทดลองว่าด้วยความทนทานของปูนก่อสร้างและโครงสร้างค้ำยัน ด้วยความอุตสาหะต่อมาเขาได้ยศเป็นนายพัน จากนั้นกูลงจึงเดินทางกลับกรุงปารีส แล้วทำงานที่เมืองลารอแชล ริมชายฝั่งมหาสมุทรแอตแลนติก ณ ที่นั่นเขาได้ค้นพบกฎกำลังสอง
ผกผันของประจุ ทำนองเดียวกับกฎแรงดึงดูดระหว่างมวลของนิวตัน อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์
บทความเกี่ยวกับธรรมชาติเฉพาะตัวของแสง นำไปสู่แนวคิดที่ส่งผลต่อการทดลองที่มีชื่อเสียง คือปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก หลักการง่ายๆ ก็คือ แสงมีปฏิกิริยากับสสารในรูปแบบของ "ก้อน" พลังงาน (ควอนตา) เป็นห้วงๆ แนวคิดนี้เคยนำเสนอมาก่อนหน้านี้แล้วโดย แมกซ์ พลังค์ ในปี พ.ศ. 2443 ซึ่งเป็นแนวคิดที่ขัดแย้งกับทฤษฎีเกี่ยวกับคลื่นแสงที่เชื่อกันอยู่ในยุคสมัยนั้น บทความเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของบราวน์ อธิบายถึงการเคลื่อนไหวแบบสุ่มของวัตถุขนาดเล็กมากๆ ซึ่งเป็นผลโดยตรงจากการกระทำของโมเลกุล แนวคิดนี้สนับสนุนต่อทฤษฎีอะตอม บทความเกี่ยวกับอิเล็กโตรไดนามิกส์ของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ เป็นกำเนิดของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ แสดงให้เห็นว่าความเร็วของแสงที่กำลังสังเกตอย่างอิสระ ณ สภาวะการเคลื่อนที่ของผู้สังเกตจะต้องมีการเปลี่ยนแปลงโดยพื้นฐานไปเหมือนๆ กัน ผลสืบเนื่องจากแนวคิดนี้รวมถึงกรอบของกาล-อวกาศของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่จะช้าลงและหดสั้นลง (ตามทิศทางของการเคลื่อนที่) โดยสัมพัทธ์กับกรอบของผู้สังเกต บทความนี้ยังโต้แย้งแนวคิดเกี่ยวกับ luminiferous aether ซึ่งเป็นเสาหลักทางฟิสิกส์ทฤษฎีในยุคนั้น ว่าเป็นสิ่งที่ไม่จำเป็น บทความว่าด้วยสมดุลของมวล-พลังงาน (ซึ่งก่อนหน้านี้เชื่อว่ามันไม่เกี่ยวข้องกันเลย) ไอน์ชไตน์ปรับปรุงสมการสัมพัทธภาพพิเศษของเขาจนกลายมาเป็นสมการอันโด่งดังที่สุดแห่งคริสต์ศตวรรษที่ 20 คือ E = mc2 ซึ่งบอกว่า มวลขนาดเล็กจิ๋วสามารถแปลงไปเป็นพลังงานปริมาณมหาศาลได้ ซึ่งเป็นจุดกำเนิดการพัฒนาของพลังงานนิวเคลียร์ วิลเลียม โรวัน แฮมิลตัน
เซอร์วิลเลียม โรวัน แฮมิลตัน () เป็นนักฟิสิกส์ นักดาราศาสตร์ และนักคณิตศาสตร์ชาวไอร์แลนด์ที่มีความสำคัญต่องานเขียนด้าน กลศาสตร์ดั้งเดิม (classical mechanics) ทัศนศาสตร์ (optics) และพีชคณิต (algebra) เขาได้เข้าศึกษาในระดับมหาวิทยาลัยทางด้านกลศาสตร์และระบบทัศนศาสตร์จึงทำให้เขาได้ค้นพบแนวคิดและเทคนิควิธีการใหม่ๆทางคณิตศาสตร์ การคิดค้นที่เป็นที่รู้จักกันอย่าแพร่หลายของเขาคือการปรับเปลี่ยนรูปแบบทางคณิตศาสตร์ของฟิสิกส์สำหรับหัวข้อ กลศาสตร์แบบนิวตัน (Newtonian mechanics) ที่เป็นที่รู้จักในชื่อ กลศาสตร์ฮามิลโทเนียน (Hamiltonian mechanics) ชิ้นงานนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นศูนย์กลางของการเรียนรู้ยุคใหม่ของทฤษฎีแบบดั้งเดิมเช่น แม่เหล็กไฟฟ้า และนำไปใช้พัฒนาความรู้ทางด้านกลศาสตร์ควอนตัมได้อีกด้วย ในทางคณิตศาสตร์บริสุทธิ์นั้นเขาเป็นที่รู้จักในการคิดค้นควอนเทอเนียน (quanternions) ประวัติศาสตร์ฟิสิกส์
พฤติกรรมของ ไฟฟ้า และ แม่เหล็ก ถูกศึกษาโดย ไมเคิล ฟาราเดย์ จอร์จ โอห์ม ฮานส์ คริสเตียน เออร์สเตด และคนอื่น ๆ ฟาราเดย์ผู้เริ่มงานทางด้านเคมีภายใต้อำนาจ ฮัมฟรีย์ เดวี ณ Royal Institution ได้แสดงว่าปรากฏการณ์ทาง ไฟฟ้าสถิต กิริยาของกลุ่มไฟฟ้าที่ได้รับการค้นพบใหม่หรือ แบตเตอรี่ ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าเคมี และ ฟ้าแลบ เป็นข้อบ่งชี้ในแบบต่าง ๆ กันของปรากฏการณ์ทางไฟฟ้า ฟาราเดย์ยังค้นพบอีกใน ค.ศ. 1821 ว่าไฟฟ้าสามารถทำให้เกิดการเคลื่อนที่เชิงกลแบบหมุน และในปี ค.ศ. 1831 ได้ค้นพบหลักของ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า โดยการเคลื่อนที่เชิงกลสามารถแปลงเป็นไฟฟ้าได้ ดังนั้นฟาราเดย์จึงเป็นผู้ค้นพบทั้ง มอเตอร์ไฟฟ้า และ electric generator ความคิดเห็นทางศาสนาของไอแซค นิวตัน
นิวตันใช้เวลาเป็นอย่างมากในความพยายามที่จะค้นคว้า[]. หลังปี 1690, นิวตันได้เขียน[]ที่เกี่ยวข้องกับการตีความตัวอักษรใน[]. ในบทความที่นิวตันเขียนในปี 1704 เขาได้อธิบายความพยายามที่จะดึงข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ออกมาจากไบเบิ้ล. เขาประมาณการว่าโลกจะไม่พบกับจุดจบภายในปี 2060. ในการทำนายนี้เขากล่าว "นี่ผมไม่ได้กล่าวว่าเวลาที่สิ้นสุดจะเป็นเมื่อไหร่ แต่เพื่อจะหยุดการคาดเดาไปต่างๆ นานาของพวกที่จินตนาการไปเรื่อยถึงวันที่สิ้นสุดของโลก เพราะการกระทำดังกล่าวได้ลดทอนความน่าเชื่อถือของคำพยากรณ์อันศักดิ์สิทธิ์และบ่อยครั้งคำทำนายของพวกเขาก็ล้มเหลว" [38] ฮิกส์โบซอน
ฮิกส์โบซอนถูกตั้งชื่อตามปีเตอร์ ฮิกส์ ซึ่งเป็นหนึ่งในหกนักฟิสิกส์ที่ในปี 1964 ได้นำเสนอกลไกที่บ่งบอกถึงการมีอยู่ของอนุภาคดังกล่าว เมื่อวันที่ 10 ธันวาคม 2013 สองคนในนั้น, ปีเตอร์ ฮิกส์และ François Englert ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์สำหรับการทำงานและการทำนายของพวกเขา (โรเบิร์ต Brout ผู้ร่วมวิจัยของ Englert ได้เสียชีวิตในปี 2011 และรางวัลโนเบลไม่ได้ส่งให้หลังการเสียชีวิตของผู้ประพันธ์ตามปกติ)  ความคิดเห็นทางศาสนาของไอแซค นิวตัน
จากข้อมูลของนักวิชาการส่วนใหญ่, นิวตันนั้นเป็นคนในลัทธิเอเรียส, หรือผู้ที่ไม่เชื่อในตรีเอกานุภาพ.[9][22][23] ในมุมมองของนิวตันการนับถือพระเยซูคริสต์ว่าเป็นพระเจ้าถือว่าเป็นการ[] ซึ่งสำหรับเขาแล้วเป็นบาปขั้นพื้นฐาน.[24] เช่นเดียวกับที่เป็นผู้ต่อต้านหลักตรีเอกานุภาพ นิวตันยังปฏิเสธที่จะเชื่อหลักคำสอนดั้งเดิมที่กล่าวถึง[] [9] []และ[]ตามที่เขียนไว้ในพระคัมภีร์.[9] แม้ว่านิวตันจะไม่ใช่พวกที่เข้าในลัทธิ[]แต่เขาก็มีความเชื่อหลายๆ ส่วนที่คล้ายกันกับกลุ่มลัทธินี้.[9] ในหนังสือที่นิวตันส่งถึง[]ซึ่งในหนังสือนั้นเขาได้เขียนขึ้นเพื่อโต้แย้งเรื่องการทรงสภาพของตรีเอกานุภาพนั้นไม่เคยได้รับการตีพิมพ์. ในขณะที่มุมหนึ่งที่ ที.ซี.ไฟเซ็นไมเออร์ ได้โต้แย้งว่านิวตันนั้นไม่ใช่ทั้งชาวนิกายออโธด็อกซ์หรือแอเรี่ยน[25] แต่กล่าวว่านิวตันนั้นเชื่อว่าทั้งสองกลุ่มนี้ได้ตั้งความคาดเดาจากการกล่าวอ้างอย่างเลื่อนลอย.[26] ไฟเซ็นไมเออร์ยังโต้แย้งอีกว่านิวตันนั้นมีความเอนเอียงไปทางนิกายอีสเทิร์นออร์ทอดอกซ์ในมุมมองต่อตรีเอกานุภาพมากกว่าทางกลุ่มศาสนาคริสต์ตะวันตกที่ยึดถือโดยโรมันคาทอลิกและโปรเตสแตนต์.[26] อย่างไรก็ตาม เอส.ดี.สโนเบเลน ได้โต้แย้งตามหนังสือที่ถูกเขียนขึ้นในช่วงปลายชีวิตของนิวตันที่แสดงให้เห็นถึงการคัดค้านของนิวตันต่อมุมมองเรื่องตรีเอกานุภาพที่มาจากทางฝั่งอีสเทิร์น.[9] ฟรันทซ์ คัฟคา
อิซาค บาเชวิส ซิงเกอร์ ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาวรรณกรรมเขียนเรื่องสั้นชื่อ "A Friend of Kafka" (Thai: เพื่อนของคัฟคา) ที่เป็นเรื่องเกี่ยวกับนักแสดงยิดดิชชื่อยาคส์ โคห์นผู้อ้างว่ารู้จักฟรันทซ์ คัฟคา ในเรื่องยาคส์ โคห์นอ้างว่าคัฟคามมีความเชื่อเรื่องโกเลมยักษ์ในตำนานพื้นบ้านยิว[28] Kafka Americana โดย โจนาธาน เลเธม (Jonathan Lethem) และคาร์เตอร์ โชลซ์ เป็นหนังสือรวบรวมเรื่องสั้นที่มาจากชีวิตและงานของคัฟคา Kafka on the Shore (Thai: คัฟคาบนฝั่ง) โดย ฮารูกิ มุราคามิ นวนิยายที่มีสองโครงเรื่องที่เกี่ยวพันกันบทเลขคี่เป็นเรื่องของคัฟคาเมื่อหนีจากบ้านเมื่ออายุ 15 ปี บทเลขคู่เป็นเรื่องของนะคะตะ Kafka was the Rage, a Greenwich Village Memoir (Thai: คัฟคาโมโห, บันทึกกรีนนิชวิลเลจ) โดย อนาโตเล โบรยาร์ด (Anatole Broyard) นักวิพากษ์วรรณกรรมชาวอเมริกัน Kafka's Curse (Thai: ชะตากรรมของคัฟคา) โดยอัคมัท ดานกอร์ (Achmat Dangor) นักเขียนชาวแอฟริกาใต้ The Vermin Episode โดย เจคอป เอ็ม แอ็พเพล (Jacob M. Appel) นักเขียนชาวอเมริกัน เขียน The Metamorphosis ใหม่จากมุมมองของแซมซาสผู้เป็นเพื่อนบ้าน[29] The Kafka Effekt โดยนักประพันธ์แนวแปลกสุดยอด (Bizarro fiction) ชาวอเมริกันดี. ฮาร์แลน วิลสัน (D. Harlan Wilson) ผู้สัมพันธ์วรรณกรรมประเภทสัจจะนิยมเหนือจริง (irrealism) กับงานเขียนของคัฟคาและของวิลเลียม เอส. เบอร์โรห์ (William S. Burroughs) นักเขียนชาวอเมริกันของคริสต์ศตวรรษที่ 20 อีกท่านหนึ่ง Criminal (comics) โดย เอ็ด บรูเบเคอร์ (Ed Brubaker) และ ฌอน ฟิลลิปส์ (Sean Phillips) ไอแซก นิวตัน
กล่าวกันว่า ผลงานของนิวตันเป็น "ความก้าวหน้าอันยิ่งใหญ่ในทุกสาขาของคณิตศาสตร์ในยุคนั้น[20] ผลงานที่เขาเรียกว่า Fluxion หรือแคลคูลัส ซึ่งปรากฏอยู่ในงานเขียนชุดหนึ่งเมื่อเดือนตุลาคม ค.ศ. 1666 ในปัจจุบันได้รับการตีพิมพ์อยู่รวมกับงานด้านคณิตศาสตร์อื่นๆ ของนิวตัน[21] ในจดหมายที่ไอแซก แบร์โรว์ ส่งไปให้จอห์น คอลลินส์เมื่อเดือนสิงหาคม ค.ศ. 1669 กล่าวถึงผู้เขียนต้นฉบับ De analysi per aequationes numero terminorum infinitas ที่เขาส่งไปให้คอลลินส์เมื่อเดือนมิถุนายนปีเดียวกันนั้นว่า[22] หอเอนเมืองปิซา
กาลิเลโอ กาลิเลอิ เคยใช้หอนี้ทดลองเกี่ยวกับเรื่อง แรงโน้มถ่วง ในตอนที่เขาเรียนอยู่ที่มหาวิทยาลัยปิซา โดยใช้ลูกบอล 2 ลูกที่น้ำหนักไม่เท่ากันทิ้งลงมา เพื่อพิสูจน์ว่า ลูกบอล 2 ลูกจะตกถึงพื้นพร้อมกัน ซึ่งก็เป็นไปตามที่กาลิเลโอคาดไว้ แบบจำลองอะตอมของทอมสัน
แบบจำลองอะตอม หรือ แบบจำลองขนมปังลูกเกด () ของ เจ. เจ. ทอมสัน ผู้ค้นพบอิเล็กตรอนเมื่อปี ค.ศ. 1897 เป็นแบบจำลองที่เสนอขึ้นในปี ค.ศ. 1904 ก่อนการค้นพบนิวเคลียสของอะตอม แนวคิดของแบบจำลองนี้คือ อะตอมประกอบด้วยอิเล็กตรอน (ซึ่งเวลานั้นทอมสันยังเรียกว่า "คอร์พัสเคิล" ส่วน จี. เจ. สโตนีย์ เสนอให้เรียกอะตอมของไฟฟ้าว่า "อิเล็กตรอน" เมื่อปี 1894) ล้อมรอบด้วยทะเลของประจุลบเพื่อรักษาสมดุลกับประจุบวกของอิเล็กตรอน เปรียบเทียบประจุลบเหมือนเป็น "ลูกเกด" ที่ถูกล้อมรอบด้วยประจุบวก "ขนมปัง" โดยที่อิเล็กตรอนนั้นอยู่กระจายทั่วไปในอะตอม แต่ด้วยโครงสร้างต่างๆ กันมากมาย แบบหนึ่งคือมีวงแหวนของอิเล็กตรอนด้วย บางครั้งก็กล่าวกันว่าอะตอมเป็น "กลุ่มเมฆ" ของประจุบวกแทนที่จะเป็นทะเล ด้วยแบบจำลองนี้ ทอมสันได้ละทิ้งสมมุติฐานดั้งเดิมของตนเกี่ยวกับ "เนบิวลาอะตอม" ที่ว่าอะตอมประกอบด้วยวงวนซึ่งจับต้องไม่ได้  อิซิโดร์ ไอแซก ราบี
ในปี 2473 ราบีได้นำการค้นคว้าวิจัยไปสู่การศึกษาธรรมชาติของแรงที่รวมเอา โปรตอน ใน นิวเคลียสของอะตอม เข้าด้วยกัน งานวิจัยนี้ท้ายที่สุดแล้วได้นำพาไปสู่ การสร้าง วิธีการตรวจจับแบบ การสั่นพ้องทางแม่เหล็ก ของ ลำโมเลกุล ซึ่งเป็นผลให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในเวลาต่อมา แรง
ในแบบจำลองทางฟิสิกส์ เราใช้ระบบ"เป็นจุด" กล่าวคือเราแทนวัตถุด้วยจุดหนึ่งมิติที่ศูนย์กลางมวลของมัน การเปลี่ยนแปลงเพียงชนิดเดียวที่เกิดขึ้นได้กับวัตถุก็คือการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัม (อัตราเร็ว) ของมัน ตั้งแต่มีการเสนอทฤษฎีอะตอมขึ้น ระบบทางฟิสิกส์ใดๆ จะถูกมองในวิชาฟิสิกส์ดั้งเดิมว่าประกอบขึ้นจากระบบเป็นจุดมากมายที่เรียกว่าอะตอมหรือโมเลกุล เพราะฉะนั้น แรงต่างๆ สามารถนิยามได้ว่าเป็นผลกระทบของมัน นั่นก็คือเป็นการเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ที่มันได้รับบนระบบเป็นจุด การเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่นั้นสามารถระบุจำนวนได้โดยความเร่ง (อนุพันธ์ของความเร็ว) การค้นพบของไอแซก นิวตันที่ว่าแรงจะทำให้เกิดความเร่งโดยแปรผกผันกับปริมาณที่เรียกว่ามวล ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับอัตราเร็วของระบบ เรียกว่ากฎข้อที่สองของนิวตัน กฎนี้ทำให้เราสามารถทำนายผลกระทบของแรงต่อระบบเป็นจุดใดๆ ที่เราทราบมวล กฎนั้นมักจะเขียนดังนี้ นิวเคลียสของอะตอม
นิวเคลียสถูกค้นพบในปี 1911 ซึ่งเป็นผลมาจากความพยายามของ เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ในการทดสอบแบบจำลองอะตอมของทอมสัน อิเล็กตรอนถูกค้นพบก่อนหน้านี้โดยตัวของ เจ. เจ. ทอมสัน เอง เขารู้ว่าอะตอมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้​​า ดังนั้นทอมสันจึงตั้งเป็นทฤษฎีขึ้นว่ามันต้องมีประจุบวกอยู่ในอะตอมเช่นกัน ในรูปแบบเหมือนกับขนมปังลูกเกด(พลัมพุดดิ้ง)ของเขา ทอมสันชี้ให้เห็นว่าอะตอมประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่เป็นลบกระจายตัวแบบสุ่มภายในทรงกลมของประจุบวก เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดในภายหลังได้หาทางทดสอบแบบใหม่ที่ดำเนินการโดย ฮันส์ ไกเกอร์ และ เออร์เนสต์ มาร์สเดน ภายใต้การดูแลของรัทเทอร์ฟอร์ด การทดสอบเกี่ยวข้องกับการเบี่ยงเบนของกลุ่มอนุภาคแอลฟา (นิวเคลียสของฮีเลียม) ที่ถูกนำทางให้พุ่งเข้าใส่แผ่นบาง ๆ ของฟอยล์โลหะ เขาให้เหตุผลว่าถ้าแบบจำลองของทอมสันถูกต้องกลุ่มอนุภาคแอลฟาที่มีประจุบวกจะทะลุแผ่นฟอยล์ได้อย่างง่ายดายโดยมีความเบี่ยงเบนในเส้นทางน้อยมาก เนื่องจากฟอยล์ควรทำหน้าที่เป็นกลางทางไฟฟ้าถ้าประจุบวกและประจุลบผสมกันอย่างสนิทแนบแน่นเสียจนทำให้มันกลายเป็นกลาง เขาต้องประหลาดใจเมื่อพบว่าอนุภาคจำนวนมากถูกหักเหเป็นมุมที่มีขนาดใหญ่มาก ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะว่ามวลของอนุภาคอัลฟาใหญ่กว่าอิเล็กตรอนประมาณ 8000 เท่า แรงของมันจึงปรากฏเป็นที่ชัดเจนว่ามีความแข็งแกร่งมากจนสามารถเบี่ยงเบนอนุภาคแอลฟาที่มีมวลขนาดใหญ่และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง เขาตระหนักว่าแบบจำลองแบบขนมปังลูกเกดอาจจะไม่ถูกต้องและว่าการหักเหของอนุภาคแอลฟาจะสามารถอธิบายได้ถ้าประจุบวกและลบถูกแยกออกจากกันและมวลของอะตอมเป็นจุดที่มีความเข้มข้นของประจุบวกเท่านั้น นี้แสดงถึงความถูกต้องของความคิดของอะตอมของนิวเคลียร์ที่ว่ามีศูนย์กลางที่หนาแน่นของประจุบวกและมวล อิงเง ลีแมน
อิงเง ลีแมน (13 พฤษภาคม พ.ศ. 2431 - 21 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2536) เป็นนักวิทยาแผ่นดินไหวชาวเดนมาร์ก และเป็นคนที่คิดค้นแกนของโลกคนแรก แผ่นดินไหวในอิยาเปล พ.ศ. 2558
แผ่นดินไหวมีขนาด 8.3 ตามมาตราขนาดโมเมนต์ เกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนของรอยเลื่อนย้อนมุมต่ำ (thrust) บนรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกนัซกากับแผ่นอเมริกาใต้ ตอนกลางของประเทศชิลี แผ่นนัซกาในบริเวณนี้เคลื่อนที่ไปทางทิศตะวันออก–ตะวันออกเฉียงเหนือ (ENE) ด้วยความเร็ว 74 มิลลิเมตรต่อปีเมื่อเทียบกับแผ่นอเมริกาใต้ และเริ่มมุดตัวลงใต้พื้นทวีปอเมริกาใต้บริเวณร่องลึกอาตากามา ซึ่งทอดตัวยาวขนานไปกับทวีปอเมริกาใต้ทั้งทวีป จุดเหนือศูนย์เกิดแผ่นดินไหวครั้งนี้อยู่ห่างจากร่องลึกไปทางทิศตะวันตกราว 85 กิโลเมตร แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในภูมิภาคนี้มีความสอดคล้องกันทั้งในด้านขนาด ที่ตั้ง และกลไกการเกิด ความคิดเห็นทางศาสนาของไอแซค นิวตัน
มุมมองของนิวตันนั้นกล่าวกันว่าเป็นลัทธิเทวัสนิยมซึ่งเหล่านักเขียนชีวประวัติและนักวิชาการทั้งหลายต่างก็พาให้เขาเป็นนักเทวนิยมผู้ซึ่งได้รับอิทธิพลอย่างสูงจากความเป็นคริสเตียน.[34][35][36][37] อย่างไรก็ดีเขาแตกต่างจากความเป็นเทวนิยมที่เคร่งครัดตรงที่เขาอ้างถึงพระเจ้าว่าเป็นลักษณะทางกายภาพแบบพิเศษที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์.[22] เขายังได้เตือนถึงการใช้กฎของแรงโน้มถ่วงที่จะมองจักรวาลว่าเป็นเพียงเครื่องจักรชิ้นหนึ่ง, ดังเช่นนาฬิกาเรือนใหญ่, เขากล่าวว่า: การทดลองของคาเวนดิช
การทดลองของคาเวนดิชได้ดำเนินการในปี ค.ศ. 1797-98 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อ เฮนรี คาเวนดิช, เป็นครั้งแรกของการทดลองการวัดแรงของความโน้มถ่วงระหว่างมวลในห้องปฏิบัติการ, และเป็นครั้งแรกเพื่อให้ได้ค่าที่ถูกต้องสำหรับค่าคงที่โน้มถ่วงสากล เพราะภายหลังจากการประชุมเกี่ยวกับหน่วยวัดแล้วในเรื่องการใช้ค่าคงที่โน้มถ่วงสากลไม่ปรากฏหลักฐานอย่างชัดเจนในงานของคาเวนดิชเลย แต่ผลที่ได้ถูกแสดงออกมาแต่ดั้งเดิมเป็นความถ่วงจำเพาะของโลกแทน  ไอแซก นิวตัน
ต่อมานิวตันมีข้อขัดแย้งกับไลบ์นิซในเรื่องที่ว่า ใครเป็นผู้คิดพัฒนาแคลคูลัสก่อนกัน นักประวัติศาสตร์ยุคใหม่เชื่อว่าทั้งนิวตันและไลบ์นิซต่างคนต่างก็พัฒนาแคลคูลัสกณิกนันต์กันโดยอิสระ แม้ว่าจะมีบันทึกที่แตกต่างกันมากมาย ดูเหมือนว่า นิวตันจะไม่เคยตีพิมพ์อะไรเกี่ยวกับแคลคูลัสเลยก่อนปี พ.ศ. 2236 และไม่ได้เขียนบทความฉบับสมบูรณ์ในเรื่องนี้ตราบจนปี พ.ศ. 2247 ขณะที่ไลบ์นิซเริ่มตีพิมพ์บทความฉบับเต็มเกี่ยวกับกระบวนวิธีคิดของเขาในปี พ.ศ. 2227 (บันทึกของไลบ์นิซและ "กระบวนวิธีดิฟเฟอเรนเชียล" เป็นที่ยอมรับนำไปใช้โดยนักคณิตศาสตร์ในภาคพื้นยุโรป และต่อมานักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษจึงค่อยรับไปใช้ในปี พ.ศ. 2363) แต่อย่างไรก็ดี แนวคิดนี้ไม่ได้ให้ข้อสังเกตในเนื้อหาของแคลคูลัส ซึ่งนักวิจารณ์ทั้งในยุคของนิวตันและยุคสมัยใหม่ต่างระบุว่า มีอยู่ในเล่มที่ 1 ของหนังสือชุด Principia ของนิวตัน (ตีพิมพ์ปี 2230) และในต้นฉบับลายมือเขียนที่มีมาก่อนหน้านี้ เช่น De motu corporum in gyrum ("การเคลื่อนที่ของวัตถุในวงโคจร") เมื่อปี 1684 Principia ไม่ได้เขียนในภาษาแคลคูลัสแบบที่เรารู้จัก แต่มีการใช้แคลคูลัสกณิกนันต์ในรูปแบบเรขาคณิต ว่าด้วยจำนวนที่ถูกจำกัดด้วยสัดส่วนของจำนวนที่เล็กลงไปเรื่อยๆ นิวตันสาธิตวิธีการนี้เอาไว้ใน Principia โดยเรียกชื่อมันว่า กระบวนวิธีสัดส่วนแรกและสัดส่วนสุดท้าย (method of first and last ratios)[23] และอธิบายไว้ว่าเหตุใดเขาจึงแสดงความหมายของมันในรูปแบบเช่นนี้[24] โดยกล่าวด้วยว่า "นี้คือการแสดงวิธีแบบเดียวกันกับกระบวนการของการแบ่งแยกไม่ได้อีกต่อไป" ความโน้มถ่วง
นอกเหนือจากความโน้มถ่วงที่เกิดระหว่างมวลแล้ว ความโน้มถ่วงยังสามารถเกิดขึ้นได้จากการที่เราเปลี่ยนสภาพการเคลื่อนที่ตามกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน เช่น การเพิ่มหรือลดความเร็วของวัตถุ การเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ เป็นต้น แรงหนีศูนย์กลาง
แต่หากมองในกรอบอ้างอิงที่กำลังหมุนและเคลื่อนที่ไปพร้อมกันกับหิน เช่น ผู้สังเกตจินตนาการว่าตนเป็นคนที่กำลังนั่งอยู่บนหิน จะถือเสมือนว่า หินนั้นอยู่นิ่งกับที่ และมีแรงดึงจากเชือกมาดึงหิน ดังนั้นผู้สังเกตที่อยู่ในกรอบอ้างอิงนี้จะพบว่า ถ้ามีแรงดึงจากเชือกเป็นแรงเดียวที่กระทำกับหิน หินจะต้องเคลื่อนที่เข้าสู่จุดศูนย์กลางตามแรงดึงของเชือก ดังนั้นจึงต้องสมมติแรงหนีศูนย์กลางขึ้นมาเป็นแรงเทียม กระทำในทิศตรงข้ามกับแรงจริง เพื่อให้กฎของนิวตันสามารถเป็นจริงขึ้นได้ ในกรอบอ้างอิงที่กำลังหมุนอยู่นี้ ไอแซก นิวตัน
นับแต่อายุ 12 จนถึง 17 นิวตันเข้าเรียนที่คิงส์สกูล แกรนแธม ต่อมาในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2202 เขากลับไปบ้านเกิดเมื่อมารดาที่เป็นหม้ายครั้งที่ 2 พยายามบังคับให้เขาเป็นชาวนา แต่เขาเกลียดการทำนา[6] ครูใหญ่ที่คิงส์สกูล เฮนรี สโตกส์ พยายามโน้มน้าวให้มารดาของเขายอมส่งเขากลับมาเรียนให้จบ จากแรงผลักดันในการแก้แค้นครั้งนี้ นิวตันจึงเป็นนักเรียนที่มีผลการเรียนสูงที่สุด[7] บทนำทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
ในคำอธิบายความโน้มถ่วงของนิวตัน แรงโน้มถ่วงเกิดจากสสาร หรือจะกล่าวให้แม่นตรงกว่านั้น เกิดจากคุณสมบัติเฉพาะหนึ่งของวัตถุกายภาพ คือ มวล ในทฤษฎีของไอน์สไตน์และทฤษฎีความโน้มถ่วงอื่น ความโค้ง ณ ทุกจุดในปริภูมิ-เวลาก็เกิดจากว่ามีสสารอะไรอยู่ ซึ่งในที่นี้มวลเป็นคุณสมบัติเช่นเดียวกันในการกำหนดอิทธิพลความโน้มถ่วงของสสาร แต่ในทฤษฎีความโน้มถ่วงสัมพัทธนิยม มวลไม่สามารถเป็นแหล่งของความโน้มถ่วงเพียงแหล่งเดียว สัมพัทธภาพโยงมวลกับพลังงาน และพลังงานกับโมเมนตัม ไอแซก นิวตัน
ช่วงปี 2213-2215 นิวตันสอนวิชาทัศนศาสตร์[34] ในระหว่างช่วงเวลานี้ เขาศึกษาเรื่องการหักเหของแสง โดยแสดงให้เห็นว่า ปริซึมสามารถแตกแสงขาวให้กลายเป็นสเปกตรัมของแสงได้ และถ้ามีเลนส์กับปริซึมอีกแท่งหนึ่งจะสามารถรวมแสงสเปกตรัมหลายสีกลับมาเป็นแสงขาวได้[35] นักวิชาการยุคใหม่เปิดเผยว่างานวิเคราะห์แสงขาวของนิวตันนี้เป็นผลมาจากวิชาเล่นแร่แปรธาตุเชิงคอร์พัสคิวลาร์[36] ความคิดเห็นทางศาสนาของไอแซค นิวตัน
การโจมตีที่มีขึ้นต่อช่วงสมัยก่อน[] ต่อความคิดเรื่องเวทมนตร์ และความลี้ลับในองค์ประกอบของความเป็นคริสเตียนถูกวางรากฐานโดยหลักกลศาสตร์ของบอยล์. นิวตันได้ทำให้แนวความคิดของบอยล์สมบูรณ์ยิ่งขึ้นด้วย[] และมากยิ่งกว่านั้นประสบความสำเร็จในการเผยแพร่สู่สาธารณชน.[44] นิวตันได้ให้มุมมองต่อโลกใหม่ว่าถูกปกครองโดยพระเจ้าที่คอยดูแลบนโลกใบที่พระองค์ได้ทรงออกแบบและสร้างขึ้นด้วยหลักอันเป็นสากลในจักรวาล.[45] หลักการนี้ทุกคนสามารถเข้าถึงและค้นพบได้ ซึ่งช่วยให้แต่ละคนสามารถค้นหาและตามหาจุดมุ่งหมายในชีวิตนี้ของตนเองให้เกิดผล, ไม่ใช่ในชีวิตหน้า, และทำตัวเองให้สมบูรณ์ได้ด้วยกำลังของตน.[46] มักซ์ พลังค์
ในปี พ.ศ. 2437 พลังค์เริ่มให้ความสนใจปัญหาการแผ่รังสีของวัตถุดำ โดยในตอนแรก กุสตาฟ คีร์คฮอฟฟ์ ได้ตั้งคำถามว่า
"ความเข้มของการแผ่รังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยวัตถุดำ ขึ้นอยู่กับความถี่ของการแผ่รังสีกับอุณหภูมิของวัตถุอย่างไร?"
พลังค์ได้ศึกษากฎของเรย์เล-จีน (ซึ่งอธิบายได้ดีที่ความถี่ต่ำ ๆ) และกฎของเวียน (ซึ่งอธิบายได้ดีที่ความถี่สูง ๆ) จากนั้น เขาจึงนำข้อดีของกฎทั้งสองมาสรุปเป็นกฎการแผ่รังสีของวัตถุดำของพลังค์ (Planck black-body radiation law) โดยใช้แนวคิดว่า พลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต้องถูกปลดปล่อยในรูปของอนุภาคเล็ก ๆ เรียกว่า ควอนตา (มาจากภาษาละตินแปลว่า "เท่าไร?") มิได้ถูกปลดปล่อยเป็น"ก้อน"พลังงานใหญ่ ๆ เลย (สังเกตได้จากการเผาลวดโลหะ จะพบว่าโลหะนั้นเปล่งแสงไม่เท่ากัน และการที่เป็นเช่นนี้เองทำให้มีพลังงานไม่เท่ากันด้วย) และมีพลังงานอยู่ค่าหนึ่ง ขึ้นอยู่กับความถี่ของการแผ่รังสี และหาได้จากสมการอันเลื่องชื่อ E (พลังงาน) = h (ค่าคงตัวของพลังค์) × ν (ความถี่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) ต่อมาพลังค์ได้เสนอกฎของเขาในที่ประชุมสมาคมฟิสิกส์เยอรมัน เมื่อวันที่ 19 ตุลาคม พ.ศ. 2443 และในปีถัดมางานของเขาก็ถูกตีพิมพ์ จากผลงานนี้เองทำให้พลังค์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ นอกเหนือจากนี้ งานของเขาเป็นพื้นฐานของแบบจำลองอะตอมของนีลส์ บอร์ เมื่อปี พ.ศ. 2448 และการอธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เมื่อปี พ.ศ. 2456 แม้ว่าพลังค์จะเคยปรารภเกี่ยวกับการแบ่งส่วนพลังงานออกเป็นควอนตาว่า  ไอแซก นิวตัน
ไอแซก นิวตัน เกิดเมื่อวันที่ 4 มกราคม พ.ศ. 2186 (หรือ 25 ธันวาคม พ.ศ. 2185 ตามปฏิทินเก่า) ที่วูลส์ธอร์พแมนเนอร์ ท้องถิ่นชนบทแห่งหนึ่งในลินคอล์นเชียร์ ตอนที่นิวตันเกิดนั้นประเทศอังกฤษยังไม่ยอมรับปฏิทินเกรกอเรียน ดังนั้นวันเกิดของเขาจึงบันทึกเอาไว้ว่าเป็นวันที่ 25 ธันวาคม 2185 บิดาของนิวตัน (ชื่อเดียวกัน) ซึ่งเป็นชาวนาผู้มั่งคั่งเสียชีวิตก่อนเขาเกิด 3 เดือน เมื่อแรกเกิดนิวตันตัวเล็กมาก เขาเป็นทารกคลอดก่อนกำหนดที่ไม่มีผู้ใดคาดว่าจะรอดชีวิตได้ มารดาของเขาคือ นางฮานนาห์ อายสคัฟ บอกว่าเอานิวตันใส่ในเหยือกควอร์ทยังได้ (ขนาดประมาณ 1.1 ลิตร) เมื่อนิวตันอายุได้ 3 ขวบ มารดาของเขาแต่งงานใหม่กับสาธุคุณบาร์นาบัส สมิธ และได้ทิ้งนิวตันไว้ให้มาร์เกรี อายส์คัฟ ยายของนิวตันเลี้ยง นิวตันไม่ชอบพ่อเลี้ยง และเป็นอริกับมารดาไปด้วยฐานแต่งงานกับเขา ความรู้สึกนี้ปรากฏในงานเขียนสารภาพบาปที่เขาเขียนเมื่ออายุ 19: "ขอให้พ่อกับแม่สมิธรวมทั้งบ้านของพวกเขาถูกไฟผลาญ"[2] นิวตันเคยหมั้นครั้งหนึ่งในช่วงปลายวัยรุ่น แต่เขาไม่เคยแต่งงานเลย เพราะอุทิศเวลาทั้งหมดให้กับการศึกษาและการทำงาน[3][4][5] ความโน้มถ่วงเชิงควอนตัม
ทฤษฎีโน้มถ่วงเชิงควอนตัม () เป็นทฤษฎีที่พยายามรวม กลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งอธิบายแรงพื้นฐาน สามแรงคือ แรงแม่เหล็กไฟฟ้า แรงนิวเคลียร์แบบเข้ม และแรงนิวเคลียร์แบบอ่อน เข้ากับ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ซึ่งใช้อธิบายแรงโน้มถ่วง เป้าหมายของทฤษฎีนี้ก็คือ การอธิบายทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปในระดับพลังงานสูง และ ทฤษฎีควอนตัมในระดับสเกลใหญ่ภายใต้กฎหนึ่งเดียวเป็นทฤษฎีแห่งสรรพสิ่ง (Theory of Everything: TOE) การทำให้ไว
ศ. ดร. เอริก แคนเดล เป็นบุคคลแรกที่ได้ศึกษามูลฐานทางประสาทของปรากฏการณ์นี้ โดยทำการทดลองต่าง ๆ ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1960 และ 1970 เกี่ยวกับรีเฟล็กซ์การหดเหงือกสำหรับหายใจ (gill) ของทากทะเล "Aplysia"
ดร. แคนเดลและผู้ร่วมงานตอนแรกสร้างความเคยชิน (habituation) ให้กับรีเฟล็กซ์นี้ก่อน โดยสัมผัสท่อน้ำของทาก (ที่เชื่อมกับเหงือกหายใจ) อย่างซ้ำ ๆ เพื่อลดการตอบสนอง
แล้วจับคู่สิ่งเร้าอันตรายเป็นกระแสไฟฟ้าที่หางทากร่วมกับการสัมผัสท่อน้ำ 
เป็นเหตุให้รีเฟล็กซ์การหดท่อฟื้นกลับมาอีก
หลังจากทำให้ไวความรู้สึกเช่นนี้ การสัมผัสท่อน้ำอย่างเดียวจะทำให้ทากตอบสนองด้วยการหดเหงือกอย่างรวดเร็ว และความไวความรู้สึกเช่นนี้จะคงยืนเป็นเวลาหลายวัน
ในปี พ.ศ. 2543 ดร. แคนเดลได้รับรางวัลรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ สำหรับงานวิจัยในกระบวนการเรียนรู้ทางนิวรอน อนุภาคมูลฐาน
แม้ว่าแรงที่อ่อนแอและแรงแม่เหล็กไฟฟ้าจะปรากฏต่อเราค่อนข้างแตกต่างกับพลังงานในชีวิตประจำวันก็ตาม ทั้งสองแรงนี้ก็ถูกตั้งเป็นทฤษฏีเพื่อที่จะรวมกันเป็นแรงเดียวที่เรียกว่าเรงไฟฟ้าอ่อนแอ () ที่พลังงานสูง เห็นได้ชัดว่าคำทำนายนี้ได้รับการยืนยันจากการตรวจวัดพื้นที่หน้าตัดสำหรับการกระจายอิเล็กตรอน-โปรตอนแบบพลังงานสูงที่เครื่องทดลองการชนของเครื่องเร่งอนุภาคเยอรมันชื่อว่า Hadron Elektron Ring Anlage (HERA) ที่ Deutsches Elektronen-Synchrotron (English German Electron Synchrotron) (DESY) ความแตกต่างทั้งหลายที่พลังงานต่ำเป็นผลมาจากมวลที่สูงมากของ W และ Z โบซอน, ซึ่งเป็นผลมาจากกลไกของฮิกส์. ด้วยกระบวนการของ'การแตกออกแบบสมมาตรที่เกิดขึ้นเอง' ฮิกส์เลือกทิศทางหนึ่งที่พิเศษในพื้นที่ไฟฟ้าอ่อนแอที่จะทำให้อนุภาคไฟฟ้าอ่อนแอสามตัวมีน้ำหนักมาก (โบซอนอ่อนแอทั้งหลาย) และทำให้ตัวหนึ่งยังคงปราศจากมวล (โฟตอน) ในวันที่ 4 กรกฎาคม 2012 หลังจากหลายปีของการค้นหาด้วยการทดลองเพื่อหาหลักฐานของการดำรงอยู่ของมัน, ฮิกส์โบซอนได้รับการประกาศว่าสามารถสังเกตได้ที่เครื่องทดลองการชนแฮดรอนขนาดใหญ่ () ของ CERN นายปีเตอร์ ฮิกส์ เป็นคนแรกที่ค้นพบการดำรงอยู่ของฮิกส์โบซอนได้ปรากฏตัวที่การประกาศนั้น เชื่อกันว่าฮิกส์โบซอนมีมวลประมาณ 125 GeV 'คุณค่าทางสถิติ'ของการค้นพบนี้ถูกรายงานว่า 5 ซิกมา ซึ่งหมายถึงความเชื่อมั่นอยู่ที่ประมาณ 99.99994% ในฟิสิกส์ของอนุภาค นี้เป็นระดับของคุณค่าที่จำเป็นในการขึ้นป้ายอย่างเป็นทางการว่าการสังเกตที่ได้จากการทดลองเป็น'การค้นพบ' การวิจัยในคุณสมบัติต่าง ๆ ของอนุภาคที่ถูกค้นพบใหม่มีการดำเนินการต่อไป ความคิดเห็นทางศาสนาของไอแซค นิวตัน
ปี 1667 นิวตันเข้ารับการศึกษาที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์,[13] เขาจำเป็นต้องทำพันธสัญญาตาม "คำสั่งศักดิ์สิทธิ์ - โฮลี่ ออร์เดอร์ส" ที่ต้องศึกษาให้จบภายในเจ็ดปี. ก่อนที่จะเข้ารับการศึกษาเขาถูกให้กล่าวสัตย์ปฏิญณาณที่จะไม่ข้องแวะกับเรื่องทางเพศและรับ[].[14] นิวตันตัดสินใจหยุดการเรียนของเขาก่อนที่จะจบหลักสูตรเพื่อหลีกเลี่ยงการบวชเป็นนักบวชตามกฎหมายสมัยนั้นที่บังคับกับผู้ที่เรียนจบทุกคนซึ่งตราขึ้นโดย[].[15][1] ภายหลังเขายอมทำตามความปรารถนาที่จะหลุดออกจากระเบียบที่ยึดไว้ ด้วยความช่วยเหลือจาก[], เมื่อปี 1676 รัฐมนตรี[] ได้เปลี่ยนกฎข้อบังคับของ[]เพื่อยกเลิกข้อผูกมัดในหน้าที่ดังกล่าวออกไป.[14] เมื่อทราบผลล่วงหน้าเช่นนี้ นิวตันได้เริ่มศึกษาและค้นคว้าประวัติของคริสตจักรในยุคแรกๆ ประมาณทศวรรษที่ 1680 เขากลับประสบความสำเร็จในการสืบหาต้นกำเนิดของศาสนาแทน ซึ่งเป็นช่วงเวลาเดียวกับที่เขาได้พัฒนามุมมองวิทยาศาสตร์ต่อสสารและการเคลื่อนที่.[15] ในบทความ [] เขากล่าวไว้ดังนี้:[16] ไอแซก นิวตัน
อนุสาวรีย์นิวตัน (2274) ตั้งอยู่ในมหาวิหารเวสต์มินสเตอร์ ด้านทิศเหนือของทางเดินสู่เวทีนักร้องของโบสถ์ ใกล้กับที่ฝังศพของเขา ศิลปินผู้แกะสลักคือ ไมเคิล ไรส์แบร็ค (2237-2313) ทำด้วยหินอ่อนสีขาวและเทา ออกแบบโดยสถาปนิก วิลเลียม เคนท์ เป็นรูปปั้นนิวตันกำลังนอนเอนอยู่เหนือหีบศพ ศอกขวาตั้งอยู่บนหนังสือสำคัญหลายเล่มของเขา มือซ้ายชี้ไปยังม้วนหนังสือที่ออกแบบในเชิงคณิตศาสตร์ เหนือร่างเขาเป็นพีระมิดกับโดมท้องฟ้า แสดงสัญลักษณ์จักรราศีและเส้นทางเดินของดาวหางใหญ่แห่งปี 2223 ด้านข้างมียุวเทพกำลังใช้เครื่องมือหลายอย่างเช่นกล้องโทรทรรศน์และปริซึม[43] ไอแซก นิวตัน
สมาชิกราชสมาคมแห่งลอนดอนหลายคน (สมาคมซึ่งนิวตันเป็นสมาชิกอยู่ด้วย) เริ่มกล่าวหาไลบ์นิซว่าลอกเลียนผลงานของนิวตันในปี พ.ศ. 2242 ข้อโต้แย้งรุนแรงขึ้นถึงขั้นแตกหักในปี 2254 เมื่อทางราชสมาคมฯ ประกาศในงานศึกษาชิ้นหนึ่งว่า นิวตันคือผู้ค้นพบแคลคูลัสที่แท้จริง และตราหน้าไลบ์นิซว่าเป็นจอมหลอกลวง งานศึกษาชิ้นนั้นกลายเป็นที่เคลือบแคลงสงสัยเมื่อพบในภายหลังว่าตัวนิวตันนั่นเองที่เป็นคนเขียนบทสรุปของงานโดยเฉพาะส่วนที่เกี่ยวกับไลบ์นิซ ข้อขัดแย้งในเรื่องนี้กลายเป็นรอยด่างพร้อยในชีวิตของทั้งนิวตันและไลบ์นิซตราบจนกระทั่งไลบ์นิซเสียชีวิตในปี พ.ศ. 2259[31] ความคิดเห็นทางศาสนาของไอแซค นิวตัน
หลักปรัชญากลศาสตร์ของนิวตันและ[]ได้ถูกส่งเสริมและตีพิมพ์เพื่อเป็นทางเลือกให้กับบรรดาผู้ที่เชื่อว่ามีพระเจ้าอยู่ทุกแห่ง และได้รับการยอมรับแบบที่ไม่เต็มใจนักจากเหล่านักบวชออร์โธด็อกซ์รวมทั้งนักเทศน์ที่ไม่ค่อยพอใจ.[39] ความชัดเจนและเรียบง่ายของวิทยาศาสตร์นั้นถูกใช้มาเป็นหนทางในการต่อสู้กับการใช้ความรู้สึกและความเชื่อในเรื่องโชครางและสิ่งลึกลับต่างๆ รวมทั้งภัยคุกคามจากผู้ที่เชื่อว่ามีพระเจ้า.[39] ไอแซก นิวตัน
ในขณะเดียวกัน การมีส่วนในการต่อสู้การบุกรุกพื้นที่ของมหาวิทยาลัยอย่างผิดกฎหมายจากพระเจ้าเจมส์ที่ 2 ทำให้นิวตันได้รับการแต่งตั้งเป็นสมาชิกรัฐสภาในปี พ.ศ. 2232-33 ต่อมาปี พ.ศ. 2239 นิวตันได้รับการแต่งตั้งเป็นผู้ดูแลโรงผลิตกษาปณ์เนื่องจากรัฐบาลต้องการบุคคลที่ซื่อสัตย์สุจริตและมีความเฉลียวฉลาดเพื่อต่อสู้กับการปลอมแปลงที่ดาษดื่นมากขึ้นในขณะนั้นซึ่งต่อมา นิวตันก็ได้รับการแต่งตั้งเป็นผู้อำนวยการในปี พ.ศ. 2242 หลังจากได้แสดงความสามารถเป็นที่ประจักษ์ว่าเป็นผู้บริหารที่ยอดเยี่ยม และในปี พ.ศ. 2244 นิวตันได้รับเลือกเข้าสู้รัฐสภาอีกครั้งหนึ่งในฐานะผู้แทนของมหาวิทยาลัย และในปี พ.ศ. 2247 นิวตันได้ตีพิมพ์หนังสือเรื่อง “ทัศนศาสตร์” หรือ Optics ฉบับภาษาอังกฤษ (สมัยนั้นตำรามักพิมพ์เป็นภาษาละติน) ซึ่งนิวตันไม่ยอมตีพิมพ์จนกระทั่งฮุก คู่ปรับเก่าถึงแก่กรรมไปแล้ว ไฟฟ้า
แนวคิดของสนามไฟฟ้าได้รับการแนะนำโดยไมเคิล ฟาราเดย์ สนามไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยวัตถุที่มีประจุในที่ว่างล้อมรอบมัน และให้ผลลัพธ์เป็นแรงที่กระทำบนประจุอื่นใด ๆ ที่ถูกวางภายในสนาม สนามไฟฟ้าจะกระทำระหว่างสองประจุในลักษณะที่คล้ายคลึงกับวิธีการที่สนามแรงโน้มถ่วงจะกระทำระหว่างสองมวล และเหมือนมัน จะขยายไปสู่​​อินฟินิตี้และแสดงความสัมพันธ์แบบกำลังสองผกผันกับระยะทาง[26] อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่ง แรงโน้มถ่วงจะทำหน้าที่ดึงดูด ดึงมวลทั้งสองเข้าหากัน ในขณะที่สนามไฟฟ้าสามารถให้ผลลัพธ์ทั้งการดึงดูดหรือการผลักกัน เนื่องจากวัตถุที่ใหญ่เช่นดาวเคราะห์โดยทั่วไปจะขนส่งประจุแบบไม่มีจำนวนเป็นสุทธิ สนามไฟฟ้าในระยะห่างมักจะเป็นศูนย์ ดังนั้นแรงโน้มถ่วงคือพลังหลักที่ระยะห่างในจักรวาล แม้ว่าจะอ่อนกว่ามาก[27] แรง
ทฤษฎีพื้นฐานของแรงถูกพัฒนาจากการรวมกันของแนวคิดที่ต่างกัน ยกตัวอย่างเช่น ไอแซก นิวตัน ได้ตั้ง ทฤษฎีโน้มถ่วงสากล  จะเป็นแรงที่ตอบสนองต่อวัตถุให้ตกลงมาสู้พื้นโลก ด้วยแรงดึงดูดระหว่างมวลของโลกกับดวงจันทร์ และแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์ในระบบสุริยะจักรวาล ไมเคิล ฟาราเดย์ และ เจมส์ เคิร์ก แม๊กซ์เวล สาธิตให้เห็นว่าแรงไฟฟ้า และแรงแม่เหล็ก สามารถรวมเป็นแรงเดียวกันได้ผ่าน ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า  กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
ไอแซก นิวตัน ได้ทำการรวบรวมกฎการเคลื่อนที่ทั้งสามข้อไว้ในหนังสือ (Mathematical Principles of Natural Philosophy) ซึ่งตีพิมพ์ครั้งแรกในปี ค.ศ. 1687 นิวตันใช้เพื่ออธิบายและตรวจสอบการเคลื่อนที่ของวัตถุและระบบทางกายภาพ ยกตัวอย่างเช่นในเล่มที่สามของตำรา นิวตันแสดงให้เห็นว่ากฎการเคลื่อนที่เหล่านี้รวมกับกฎความโน้มถ่วงสากล และสามารถอธิบายกฎของเคปเลอร์เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์
ในความพยายามของไอน์ชไตน์ที่จะรวมแรงพื้นฐานทั้งหมดเข้าในกฎเดียวกัน เขาได้ละเลยการพัฒนากระแสหลักในทางฟิสิกส์ไปบางส่วน ที่สำคัญคือแรงนิวเคลียร์อย่างเข้มและแรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน ซึ่งไม่มีใครเข้าใจมากนักตราบจนอีกหลายปีผ่านไปหลังจากเขาเสียชีวิตไปแล้ว ขณะเดียวกัน แนวทางพัฒนาฟิสิกส์กระแสหลักเองก็ละเลยแนวคิดของไอน์ชไตน์เกี่ยวกับการรวมแรงเช่นเดียวกัน ครั้นต่อมาความฝันของไอน์ชไตน์ในการรวมกฎฟิสิกส์ทั้งหลายเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงจึงเป็นแรงบันดาลใจสำคัญต่อแนวทางศึกษาฟิสิกส์ยุคใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อทฤษฎีแห่งสรรพสิ่งและทฤษฎีสตริง ขณะที่มีความตื่นตัวมากขึ้นในสาขากลศาสตร์ควอนตัมด้วย