น้ำขึ้นน้ำลง

ก่อนที่นิวตันจะค้นพบกฎของแรงโน้มถ่วง ไม่มีใครสามารถตอบได้อย่างชัดเจนว่า น้ำขึ้นน้ำลงเกิดจากสาเหตุใด พูดง่ายๆก็คือไม่มีใครรู้จริงนั่นเอง แต่ก็ทราบคร่าวๆว่าวันหนึ่งๆมีน้ำขึ้นน้ำลง 2 ครั้ง ซึ่งในตอนนั้นมีการอธิบายง่ายๆอยู่เหมือนกัน ว่า เหตุผลที่ทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลงก็เพราะ โลกมันหมุน จึงทำให้น้ำบนผิวของโลกไปรวมตัวกันอยู่ด้านหนึ่ง ทั้งสองด้านนี้จึงทำให้ดูเหมือนกับโลกนูนขึ้นมา โดยที่บริเวณทั้งสองคงที่ ไม่เปลี่ยนแปลงตามการหมุน เมื่อตำแหน่งใดของโลกหมุนมาที่บริเวณนี้ มันก็จะเกิดปรากฎการน้ำขึ้น และเมื่อหมุนมาอยู่ระหว่างกลางของทั้งสองด้าน น้ำก็จะลง วันหนึ่งโลกหมุนครบ หนึ่งรอบ ก็จะเกิดน้ำขึ้นและลงอย่างละสองครั้ง การอธิบายง่ายๆแบบนี้ดูเหมือนจะถูกต้อง แต่ถ้าคิดให้ลึกซึ้ง ถ้าพื้นแผ่นดินหรือทวีปไปผ่านบริเวณนี้เข้า น้ำจะไม่ท่วมแผ่นดินหรือ และทำไมการขึ้นลงของน้ำทั้งสองครั้ง ไม่เท่ากัน เพราะถ้าเป็นการอธิบายแบบข้างบนการขึ้นของน้ำทั้งสองครั้งน่าที่จะเท่ากัน หลังจากที่นิวตันค้นพบกฎของแรงโน้มถ่วง ท่านได้พยายามอธิบายปรากฎการณ์นี้ โดยบอกว่า การขึ้นลงของน้ำ เกิดจากแรงดึงดูดของโลกกับดวงจันทร์ต่างหาก แรงที่โลกดึงดูดดวงจันทร์จะเท่ากับแรงที่ดวงจันทร์ดึงดูดโลก อันนี้ก็คือกฎข้อที่สามของนิวตันนั่นเอง แรงดึงดูดนี้ทำให้ดวงจันทร์หมุนอยู่รอบโลก หรือจะพูดว่าโลกหมุนอยู่รอบดวงจันทร์ก็ได้เช่นเดียวกัน การหมุนรอบซึ่งกันและกันนี้ ทำให้มีจุดหมุนร่วมกันจุดหนึ่ง ซึ่งอยู่ระหว่างมวลทั้งสอง จุดนี้ก็คือจุดศูนย์กลางมวลของโลกและดวงจันทร์ เพราะว่ามวลของโลกใหญ่กว่าดวงจันทร์มากดังนั้นจุดศูนย์กลางนี้จะอยู่ใกล้กับโลกมากกว่า หรืออยู่ภายในโลกนั่นเองดังรูป