Den italienske renässansmänniskan Leonardo da Vinci (1452-1519) var vad som kallas en polyhistor – en person med kunskaper inom många fackliga ämnen och vetenskaper.
Leonardo da Vinci var inte bara före sin tid inom målar- och ingenjörskonsten, då fyndet av ett antal skisser visar att han i början av 1500-talet också var en beskrivning av gravitationskraften på spåret.
Det är drygt ett århundrade före Galileis modell för det fria fallet från 1604 och Newtons teori om en lag om universell gravitation från 1687.
Och 400 år före Einsteins teori om ekvivalensprincipen från 1907.
Hittades av en slump
Det är en grupp forskare vid Kaliforniens tekniska institut och Cornelluniversitetet i USA, som hittade skisserna av en slump.
Deras resultat har publicerats i tidskriften Leonardo och de visar att da Vincis beskrivning av gravitationskrafter prickade rätt med 97 procents precision jämfört med moderna ekvationer.
Det var ingenjören Mory Gharib vid Cornelluniversitetet som råkade hitta skisserna i da Vincis offentligt tillgängliga antecknings- och skissamling Codex Arundel, med texter från åren 1480 till 1518.
Gharib skulle använda anteckningarna i sin undervisning, men han reagerade på ett par skisser av trianglar och en specifik mening skriven spegelvänt, som da Vinci hade för vana att göra.
Det här är tre triangelmodeller från da Vincis skissbok. De visar samtliga olika sätt att bevisa gravitationskraften som acceleration. Att bevisa gravitationskraften genom ren geometri visar, enligt forskare, da Vincis geni och skarpa hjärna.
"Det som fångade min uppmärksamhet var att han skrev "equatione di Moti" på hypotenusan av en av hans skissade trianglar – den som var en likbent och rätvinklig triangel", förklarar Gharib i ett pressmeddelande.
Därefter skickade han anteckningarna till några kolleger, som översatte och undersökte dem ytterligare.
Avancerat experiment med trianglar
Triangelskisserna beskriver ett experiment, i vilket en kanna förflyttas längs en rak linje som är parallell med marken medan den droppar vatten eller sand för att visa att gravitationskraften är en form av acceleration.
I sina anteckningar klargör da Vinci att materialet inte faller med en konstant hastighet, utan snarare accelererar.
Han skriver också att materialet slutar accelerera vågrätt när det inte längre påverkas av kannan, samt att dess acceleration påverkas lodrätt på grund av gravitationskraften.
Om kannan rör sig med konstant hastighet blir den linje som skapas av materialet lodrät, men om den accelererar med en konstant hastighet bildar materialet en rak, men sned, linje som utgör hypotenusasidan av en triangel.
Forskarna skapade en modellering av da Vincis försök i en datorsimulering. Då upptäckte de vad som var problematiskt med da Vincis matematiska bevis i hans experiment med gravitationskraften. Eftersom han inte hade tillgång till korrekta mätinstrument som kunde mäta den tid dropparna föll, visste han inte att detta var en faktor som behövde inkluderas i ekvationen.
Leonardo da Vinci observerade faktiskt att om kannan accelererar frisättningen av materialet i samma hastighet som gravitationskraften får den att accelerera mot jorden, så bildas en liksidig triangel.
Det är här meningen "equatione di Moti" blir viktig, för den kan översättas till "ekvivalens av rörelser", som berättar om sambandet mellan acceleration och gravitation.
Leonardo da Vinci kom till korta när han skulle beskriva teorin matematiskt. På grund av den tidens teknik kunde han inte mäta den exakt. Forskarna skriver dock att da Vinci var inne på rätt spår med sin ekvation.