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这个想法的关键，除了牛顿的万有引力定律之外，就是光速有限性的测量。大多数人第一次遇到这些想法的时候，最大的惊喜之一就是在牛顿的《原理》出版之前，光速实际上已经被相当精确地测量过了。
在17世纪70年代，有个丹麦人奥勒·罗默（Ole Romer）对此进行过计算。他出生于1644年，当时在巴黎天文台工作。除了其他工作，罗默还研究了木星卫星的运行，这是当时的天文学家们特别感兴趣的课题。因为其中展示了一个微型版本的被哥白尼和开普勒描述过的太阳系模型，一组卫星围绕着这个巨大的行星进行着轨道运行，十分类似于各大行星围绕着太阳所进行的轨道运动。罗默在巴黎有个资深同事，即意大利出生的天文学家乔万尼·卡西尼（Giovanni Cassini），他在1669年就到了法国，当时44岁，是这个新天文台的负责人，并于1673年成为法国公民（同时也将他的名字改为“让”）。卡西尼在新天文台使用着最新的仪器，是个老练的观察者。1675年他发现了一个将土星环分成两半的缝隙，至今仍然被称为“卡西尼间隙”。但他更重要的工作是对木星卫星运行的研究，以及对地球到太阳之间距离所进行的相当精确的测量。正是基于对这两类信息的综合分析，罗默得出了光的速度。
木星的卫星最为明显而有趣的特征之一，是它们在其轨道上进入和走出木星自身的阴影时，会规律性地发生交食。在卡西尼离开意大利之前，他就给木星的四个主要卫星，即伊奥（Io）、欧罗巴（Europa）、甘尼米德（Ganymede）和卡利斯多（Callisto）做出了一个交食表（很像是公交车的时刻表），木星的这四个主要卫星都是伽利略在1610年使用第一个天文望远镜发现的。使用开普勒定律描述这些卫星的运动，卡西尼就能够预测它们什么时候将发生交食。但是罗默对照卡西尼的交食表数据，发现有时候交食会时早时晚。通过集中分析木卫中最大的伊奥的运行，他发现了一个规律，当地球最接近木星（这两个行星处在太阳的同一侧）的时候，观察到相继发生的两次交食之间的间歇，比正常的时间要短。而当地球远离木星运行到最远端的时候（处于太阳的相反侧），所观察到的相继交食间隔就会更长一些。
虽然并不知道为什么会如此，罗默依然可以在自己所发现的规律的基础上做出预测。1679年9月，他预测木卫伊奥将在11月9日发生交食，但时间会比按照标准轨道所计算出的时间晚10分钟。预测被证实了，但罗默让其同事震惊的是，他对这个延迟的解释是，光线需要在这段时间里穿过从伊奥到地球的空间。
在即将发生那次交食的前几个月里，地球已在其远离木星的轨道上运行了。而当前一次交食发生时，显示交食已经发生的光信号，还不需要那么远的长途跋涉到达地球。11月那次交食确实发生在所计算的时刻，罗默说，但这时候地球距离木星更加遥远了，所以光线需要额外的10分钟才能跨过空间到达巴黎天文台的望远镜里。
从这里开始，就进入了卡西尼最重要的工作，即研究太阳系的大小。1672年，卡西尼从巴黎依据背景恒星仔细地观察了火星的位置，而他的同事让·里歇尔（Jean Richer）从南美洲东北海岸的卡宴进行了类似的观测。依据这些测量，他们能够得到一个极高但很窄的几何三角形，其底线从巴黎到卡宴，跨越将近10 000千米，以火星为其顶点。通过运用开普勒定律，并计量行星绕其轨道运行一圈所花费的时间，卡西尼得到了一个火星的大概距离，从中也可以得出其他行星轨道的大小，包括地球。
卡西尼对地球到太阳距离（现在称为天文单位，或AU）的估计是1.38亿千米，这是当时最准确的估计——第谷曾经给出800万千米的数值，而开普勒自己计算的距离大约是2400万千米，现代的测量表明，AU实际上是149 597 910千米。把卡西尼的估计用于穿越地球轨道的距离，并进一步用于光在1679年11月交食中到达他的望远镜时不得不跨越的额外距离，罗默计算出光的速度必须是在——若用现代单位来表达——每秒225 000千米左右。事实上，若使用罗默自己的计算但采用现代对地球轨道大小的估计值，则该数字将是每秒298 000千米；目前所采用的光速度值是每秒299 792千米，这个数值非常接近一个整数，所以有些人曾郑重建议重新定义米的长度，使得光的速度严格等于每秒300 000千米。
然而，无论实际数字是怎么计算出来的，罗默工作的真正意义就是断言了光速确实是有限的，光信号穿越太空的旅行并非是一瞬间的事。这个说法是如此的离经叛道，乃至于当时许多科学家都拒绝接受它。对光速有限性的普遍接受，是在罗默去世之后才出现的。他死于1710年，但直到18世纪20年代中期，当英国天文学家詹姆斯·布拉德利（James Bradley）采用不同的技术测量了光速之后，疑问之声才销声匿迹。
当他在9月份研究明亮的天棓四（Gamma Draconis）时，布拉德利（他在哈雷1642年去世后成为英国第三任皇家天文学家）发现，为了得到清晰的图像，他不得不把望远镜倾斜到跟3月份观察同一颗星时稍微不同的角度上，就好像这颗星在一年当中微微划过天空移动过，最后又回到原来位置一样。所有的恒星都存在这个现象，他称此为视差。布拉德利意识到这实际上是因为地球在空间中的运动所致。望远镜的额外倾斜度是基于这样的实际情况，即需要一个很小弧秒的改变以使光线向下直接传入望远镜筒，因为望远镜筒已经被横向运动的地球给偏转了（图1.2）。布拉德利测量了由此现象造成的恒星角位移，其数值略微超过20弧秒；此位移是月亮对地球张角的1%多一点点。通过测量这样微小的星光位移，他发现，光的速度是每秒308 300千米，与罗默说服18世纪的科学家们光速确切的有限性的数值非常接近，与现代数值也非常接近。到该世纪末，有两位科学家分别独立地想到运用牛顿的万有引力定律和牛顿关于光本质的概念，连同对光速的最新估计，以解决引力如何可能影响到光行为的问题。