數百年的觀察已經確立了物理研究對象之間存在的普遍吸引力。1687年，艾薩克·牛頓在他的引力定律中量化了這一現象，該定律指出宇宙中的每個物體都吸引著所有其他物體，任何兩個物體之間的力與其質量的乘積成正比，與距離的平方成反比。如果M和m是兩個質量，r是距離，G是引力常數，我們可以寫：
重力常數G可以在實驗室中測量，其值約為6.67×10^-11N·m^3/ kg^2。 牛頓的引力定律是物理學的第一個偉大的“統一”之一，它解釋了我們在地球上經歷的力（眾所周知的蘋果的隕落）和使行星以一個簡單的規則繞太陽運行的力。
重力實際上是一種極其微弱的力量。 例如兩個電子之間的排斥力比重力的引力強大約10^40倍。 然而，重力是天文學中引發大規模興趣的主導力量。 這是有原因的， 首先，引力是一種“長程”力 - 例如，強核相互作用會隨著距離的增加而下降的更快。 其次，重力是附加的。行星和恆星幾乎是電中性的，因此正負電荷所施加的力往往會抵消。 然而，據我們所知，沒有負質量的東西，也沒有力能消除重力的引力。 （重力有時會感覺強烈，但請記住，你有整個6x10^24公斤的地球拉著你。）
在大多數情況下，牛頓的引力定律非常準確。然而，牛頓理論具有重要的侷限性，即觀測（例如水星軌道中的細小異常）和理論（與特殊相對論不相容）。 這些限制促使愛因斯坦提出了一種修正的引力理論，即廣義相對論（簡稱“GR”），它（大致）指出引力是時空曲率的結果。
愛因斯坦的出發點是等效原理，觀察到同一引力場中以相同初始速度開始的任何兩個物體將遵循完全相同的路徑，無論其質量和內部構成如何。 這意味著引力理論實際上是一種路徑理論（嚴格來說，是時空路徑），它在空間和時間的任意兩點之間選擇一條“首選”路徑。 這樣的描述聽起來有點像幾何學，愛因斯坦提出，在重力的影響下，一個物體在彎曲的時空中以“最直線”移動，這更是幾何學的範疇。
作為類比，想象兩艘船從赤道上的不同點開始一起向北航行。 雖然船隻沒有朝向彼此，但它們會發現自己被拉到一起，好像一股神秘的力量將它們拉向彼此，直到它們最終在北極相遇。 當然我們知道這是為什麼——地球曲面上的“最直線”是大圓，它們將會聚在一起。 根據廣義相對論，引力場中的物體同樣在彎曲的時空中以“最直線”（技術上稱為“測地線”）移動，其曲率又由質量或能量的存在決定。 用John Wheeler的話來說，“時空告訴物質如何移動;物質告訴時空如何彎曲。”
圖解：3條測地線構成的球面三角形。在球面上，測地線是大圓。
儘管它們的概念起點非常不同，但牛頓引力和廣義相對論卻給出了幾乎相同的預測。 在少數誤差可以計算的情況下，預測結果支持GR。 GR的三個“經典測試”是內行星軌道（特別是水星）的異常，太陽引力場中光線的彎曲以及光譜線的引力紅色偏移。 在過去幾年中，科學家們增加了更多的測試，包括雷達的重力時間延遲和對二元脈衝星系統的觀測運動。 未來計劃的進一步測試包括引力波天文臺的建造（見D.05）和計劃發射的重力探測器B，這是一顆利用靈敏陀螺儀搜尋“框架拖曳”的衛星，這是一種地球相對論效應，即地球在旋轉時會“拖拽”周圍的空間。
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. EmmaSu–Steve Carlip
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