天體運(yùn)行的理論基礎(chǔ)是萬(wàn)有引力定律。

　　牛頓從對(duì)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分析中發(fā)現(xiàn)：太陽(yáng)對(duì)行星的引力、行星對(duì)衛(wèi)星的引力以及地球?qū)Φ孛嫔衔矬w的引力，都是性質(zhì)相同的力，都遵循著普遍的萬(wàn)有引力定律。用這個(gè)定律來(lái)說(shuō)明宇宙物體之間的相互吸引，從動(dòng)力學(xué)的角度揭示了天體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)。

　　萬(wàn)有引力是向心力，這種作用力不是通過(guò)兩物體的直接接觸發(fā)生的，而是由于作用物體所產(chǎn)生的場(chǎng)的存在而引起的。地球或太陽(yáng)引力對(duì)物體的作用所能達(dá)到的那部分空間，就是向心力場(chǎng)。

　　根據(jù)萬(wàn)有引力定律，地球的引力隨著高度的增加而越來(lái)越小，引力與物體到地心的距離的平方成反比。在近地空間范圍內(nèi)，把一個(gè)物體靜靜地放在高空，在地球引力作用下，它最后還是要掉到地面上來(lái)的。為使物體不致從空中掉下來(lái)，必須掙脫地球?qū)λ囊?，給這個(gè)物體施加一個(gè)同地球引力相反的力。

　　對(duì)于存在萬(wàn)有引力這一科學(xué)結(jié)論，人們自然地會(huì)問(wèn)：既然地球吸引著月球，太陽(yáng)吸引著地球和各個(gè)行星，為什么月球不落向地球，地球和各個(gè)行星也沒(méi)有被吸引到太陽(yáng)上去呢？牛頓是這樣回答這個(gè)問(wèn)題的：這完全是由于月球環(huán)繞地球，地球和各行星環(huán)繞太陽(yáng)以很大的速度運(yùn)轉(zhuǎn)的緣故。1687年，牛頓在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)中，提出了物理依靠慣性環(huán)繞地球運(yùn)行的思想，這實(shí)際上，也是關(guān)于人造地球衛(wèi)星的設(shè)想。他寫(xiě)道：“如果我們想一想拋射體的運(yùn)動(dòng)，就可以很容易地理解到為什么行星可以保持在某種軌道上：因?yàn)橐粋€(gè)射出的石子是由它本身重量的壓力而逼得離開(kāi)直線軌跡……，并在空中描出一個(gè)曲線，經(jīng)過(guò)這條彎曲的路線最后落到地上；而且，射出的速度愈快，它在落地前就射出愈遠(yuǎn)。所以，我們可以設(shè)想它的速度增加得非常之快，以致非要經(jīng)過(guò)好多里的一段弧線才會(huì)落到地上，而且最后還會(huì)超出地球的界限，從地球邊上就掠過(guò)去了?！?/p>

　　這就是說(shuō)，從某一高度沿水平方向拋出一個(gè)物體，在地球引力作用下，這個(gè)物體必然要落到地面上，拋出的速度越大，物體運(yùn)動(dòng)的路徑就越長(zhǎng)，落點(diǎn)就越遠(yuǎn)；如果不考慮空氣阻力，當(dāng)拋出速度增大到某種程度的時(shí)候，物體就要環(huán)繞地球一周，回到原拋射點(diǎn)，又因?yàn)槲矬w回到拋射點(diǎn)時(shí)，速度并沒(méi)有減小，所以，它又沿著這條軌道作慣性的圓周運(yùn)動(dòng)，這樣它就成了人造地球衛(wèi)星了。