Его любопытство к космологическим вопросам усилилось благодаря одному странному явлению, которое он в ноябре 1680 года увидел в ночном небе. Объект возник перед самым восходом и затем, направляясь к Солнцу, постепенно исчез из вида. То была комета. В декабре, ранним вечером, появилась еще одна, и двигалась она не к Солнцу, а от него. Более того, у нее имелся светящийся «хвост», который зрительно был вчетверо шире Солнца. Королевский астроном Джон Флемстид писал другу: «Полагаю, едва ли когда-либо наблюдали более крупную».
Ньютон пустился по следу декабрьского феномена. Он начал собирать информацию о его перемещении, с особым интересом наблюдая за «хвостом». Вначале ему приходилось приставлять к глазу вогнутую линзу, чтобы скорректировать свою близорукость, но, когда комета, удаляясь, стала видна менее отчетливо, он переключился на телескоп. Он наблюдал за ней, пока 9 марта она не исчезла. Его настолько заинтересовал этот объект, что он принялся собирать отчеты астрономов со всей Европы и даже новости с берегов реки Патаксент, что в американском штате Мэриленд: там также видели это небесное тело. Один из его коллег по Грешему, эмигрировавший в эти места, писал ему, что комета «имеет форму меча, вздымающегося над горизонтом». Эта охота побудила Ньютона приступить к сооружению отражательного телескопа гораздо более впечатляющих размеров, чем прежний. Он не закончил работу, однако вся эта история с кометой предоставила ему массу нового материала для размышлений.
Большинство наблюдателей считали, что стали свидетелями прохождения двух комет, однако Джон Флемстид твердо верил, что это – два появления одного и того же небесного тела, движущегося вокруг Солнца. Он сообщил свою теорию Ньютону, который поначалу отверг эту идею – а точнее, отверг рассуждения Флемстида о магнитных полюсах Солнца. По всей видимости, в ту пору Ньютон еще не разработал собственную теорию всемирного тяготения, но начал вычерчивать возможные траектории, проверять гипотезу, согласно которой эта комета действительно перемещалась по эллиптической орбите, а не стала каким-то одиночным и случайным вторжением из космического пространства. Он стал размышлять над тем, какие выводы можно сделать из подобных фактов, и его размышления принесли плоды уже в течение ближайших нескольких лет. Тогда же он создал теорию о «цели» комет. В первом издании
Между тем он лишился присутствия своего соратника и помощника Джона Уикинса, делившего с ним жилище еще со студенческих дней. Двадцать лет они оставались близкими товарищами, но в 1683 году Уикинс вышел из состава членов Тринити, чтобы принять священнический «бенефиций» (приход) в сельской местности. После его отъезда они лишь однажды обменялись краткими письмами, не выражавшими особой теплоты и дружелюбия. Вполне возможно, они просто стали несовместимы друг с другом или же между ними возникли какие-то разногласия. Судя по всему, Ньютон посылал Уикинсу бесчисленные экземпляры Библии для раздачи окрестным беднякам, так что, по крайней мере, религиозное чувство их по-прежнему объединяло.