Да Винчи, живший с 1452 по 1519 год, как оказалось, почти на два столетия опередил науку в понимании гравитации. Только в 1604 году Галилео Галилей выдвинул теорию о том, что расстояние, пройденное падающим объектом, пропорционально квадрату прошедшего времени, и только в конце 17 века сэр Исаак Ньютон расширил теорию, чтобы разработать закон всемирного тяготения — описание того, как объекты притягиваются друг к другу. Основным препятствием для да Винчи было ограниченное количество инструментов, находящихся в его распоряжении. Например, ему не хватало средств для точного измерения времени падения предметов.
Впервые эксперименты да Винчи были замечены Мори Гарибом, профессором аэронавтики и медицинской инженерии Ганса В. Липмана, в Кодексе Арундела, сборнике статей, написанных да Винчи, которые охватывают науку, искусство и личные темы. В начале 2017 года Гариб изучал методы визуализации потока да Винчи, чтобы обсудить их со студентами, которых он преподавал в аспирантуре, когда он заметил серию набросков, показывающих треугольники, образованные похожими на песок частицами, вытекающими из банки.
Чтобы проанализировать записи, Гариб работал с коллегами из Калифорнийского технологического института.
В документах да Винчи описывает эксперимент, в котором кувшин с водой перемещали по прямой траектории, параллельной земле, выливая по пути либо воду, либо зернистый материал (скорее всего, песок). Из его заметок становится ясно, что он знал, что вода или песок не будут падать с постоянной скоростью, а будут ускоряться, а также что материал перестанет ускоряться по горизонтали, поскольку на него больше не влияет кувшин, и что его ускорение будет направлено вниз под действием силы тяжести.
Если кувшин движется с постоянной скоростью, линия, созданная падающим материалом, вертикальна, поэтому треугольник не образуется. Если кувшин ускоряется с постоянной скоростью, линия, созданная сбором падающего материала, образует прямую, но наклонную линию, которая затем образует треугольник. И, как указал да Винчи на ключевой диаграмме, если движение кувшина ускоряется с той же скоростью, с которой гравитация ускоряет падающий материал, он создает равнобедренный прямоугольный треугольник. В примечании мыслитель оставил пометку "Equatione di Moti", или "уравнивание (эквивалентность) движения".
Да Винчи пытался математически описать это ускорение. Именно здесь, по мнению авторов исследования, он не совсем попал в цель. Чтобы изучить процесс да Винчи, команда использовала компьютерное моделирование для проведения эксперимента с вазой с водой. Это привело к ошибке да Винчи.
Исследователи заметили, что Леонардо смоделировал составил формулу так, что расстояние до падающего объекта было пропорционально 2 в степени t (где t представляет время), а не пропорционально t в квадрате. Это неправильно, но он правильно использовал это неправильное уравнение. В своих заметках да Винчи проиллюстрировал падение объекта в течение четырех интервалов времени — периода, в течение которого графики обоих типов уравнений близко выстраиваются в линию.
К сожалению, у нас нет информации о том, проводил ли да Винчи дальнейшие эксперименты или более глубоко исследовал этот вопрос. Но тот факт, что он боролся с этой проблемой таким образом — в начале 1500-х годов — показывает, насколько далеко зашли его мысли.
