Hvorfor falder en tung genstand med samme hastighed som lys i vakuum?

I et vakuum falder både tunge og lette genstande i samme hastighed, fordi den eneste faktor, der påvirker deres bevægelse, er tyngdekraften. Tyngdekraften, der virker på et objekt, er bestemt af dets masse, og i et vakuum oplever alle objekter den samme tyngdekraft uanset deres masse.

$$ F =Gm_1m_2/r^2 $$

hvor F er gravitationskraften, G er gravitationskonstanten (6,674×10^-11 N m² kg^-2), m1 og m2 er masserne af de to interagerende objekter, og r er afstanden mellem objekternes centre af masse.

Når et objekt befinder sig i et gravitationsfelt, er den eneste kraft, der virker på det, tyngdekraften. I mangel af luftmodstand eller andre ydre kræfter vil alle objekter accelerere med samme hastighed i det samme gravitationsfelt, uanset deres masse. Denne acceleration på grund af tyngdekraften er angivet med g og er cirka 9,81 m/s² på Jorden.

Så i et vakuum vil en tung genstand og en let genstand begge opleve den samme tyngdekraft og accelerere med samme hastighed på 9,81 m/s² mod Jordens centrum. Det er derfor, de ser ud til at falde i samme takt.