I årtier har samfundsforskere brugt en ændret version af Isaac Newtons gravitation at forudsige bevægelse af mennesker, information og råvarer mellem byer og endda kontinenter.
Tyngdekraftsmodellen, som samfundsvidenskabsmænd henviser til den ændrede tyngdelov, tager højde for befolkningsstørrelsen på to steder og deres afstand. Da større steder tiltrækker mennesker, ideer og varer mere end mindre steder og steder tættere sammen har en større tiltrækning, indarbejder tyngdekraftsmodellen disse to funktioner.
Den relative styrke af en binding mellem to steder bestemmes ved at multiplicere befolkningen i by A af befolkningen i by B og derefter dele produktet med afstanden mellem de to firkantede byer.
Tyngdekraftsmodellen
Befolkning 1 x Befolkning 2
_________________________
distance²
eksempler
Hvis vi sammenligner forbindelsen mellem storbyområderne New York og Los Angeles, multiplicerer vi først deres befolkning i 1998 (20.124.377 henholdsvis 15.781.273) for at få 317.588.287.391.921 og derefter deler vi dette nummer med den firkantede afstand (2462 miles) (6,061,444). Resultatet er 52.394.823. Vi kan forkorte vores matematik ved at reducere antallet til millionpladsen: 20,12 gange 15,78 svarer til 317,5 og derefter dele med 6 med et resultat på 52,9.
Lad os prøve to storbyområder lidt nærmere: El Paso (Texas) og Tucson (Arizona). Vi multiplicerer deres populationer (703,127 og 790,755) for at få 556,001,190,885 og derefter deler vi dette antal med afstanden (263 miles) i kvadratet (69,169), og resultatet er 8.038.300. Derfor er båndet mellem New York og Los Angeles større end El Paso og Tucson.
Hvad med El Paso og Los Angeles? De er 712 miles fra hinanden, 2,7 gange længere end El Paso og Tucson! Nå, Los Angeles er så stort, at det giver en enorm tyngdekraft for El Paso. Deres relative styrke er 21.888.491, en overraskende 2,7 gange større end tyngdekraften mellem El Paso og Tucson.
Mens tyngdekraftsmodellen blev oprettet for at forudse migration mellem byer (og vi kan forvente, at flere mennesker migrerer mellem LA og NYC end mellem El Paso og Tucson), kan også bruges til at foregribe trafikken mellem to steder, antallet af telefonopkald, godstransport og post og andre typer bevægelse mellem steder. Tyngdekraftmodellen kan også bruges til at sammenligne gravitationsattraktionen mellem to kontinenter, to lande, to stater, to amter eller endda to kvarterer i den samme by.
Nogle foretrækker at bruge den funktionelle afstand mellem byer i stedet for den faktiske afstand. Den funktionelle afstand kan være køreafstand eller kan endda være flyvetid mellem byer.
Tyngdekraftmodellen blev udvidet af William J. Reilly i 1931 ind i Reilly's lov om detailgravitation at beregne brudspunktet mellem to steder, hvor kunder vil blive trukket til et eller andet af to konkurrerende kommercielle centre.
Modstandere af tyngdekraftsmodellen forklarer, at den ikke kan bekræftes videnskabeligt, at den kun er baseret på observation. De anfører også, at tyngdekraft model er en urimelig metode til at forudsige bevægelse, fordi den er partisk mod historiske bånd og mod de største befolkningscentre. Således kan det bruges til at forevige status quo.