到了20世紀80年代，兩名美國科學家米克裏奇和塞特爾重複了伽利略的這個實驗。他們讓51名學生一手握鐵球，一手握木球，兩手朝下，同時鬆手讓球下落，並把整個過程用高速攝影機拍下來。結果他們發現，在大多數學生鬆手時，木球的確明顯比鐵球落得快！原來，這是因為人們在扔球時，會下意識地先鬆開拿著較輕東西的那隻手，而由於要用更大的勁握住重球，因此鬆開要稍慢一些。所以，伽利略的記錄恰恰證明了他的確在高塔上做過實驗！
科學家們推測，伽利略通過實驗發現，如他事先所預料的，比重大的物體的下落速度會略快於比重小的。但他也注意到，比重小的物體的下落速度一開始會比比重大的快。關於這個奇怪現象的思考，使他最終放棄了原先的假設，得出了正確的結論：在真空中，任何物體，不管其重量、形狀和比重，下落速度都是一樣的。之後，他的秘書很可能就是以這個實驗為素材，虛構出了著名的“比薩斜塔實驗”的故事。
其實，在伽利略生活的時代，已經有很多人在他之前研究了這個問題，並得出了相同的結論。
意大利數學家貝尼德蒂在1585年出版的書中，就提到了一個實驗：假設兩個重量相同的物體被一根線係在一起，同時下落，按亞裏士多德的說法，它們的速度將由它們的總重量決定；然而，如果在下落過程中這根線突然斷了，這兩個物體並不會因此在半空中減速，而是仍然以原來的速度下落。所以說，物體下落的速度和它們的重量無關。
雖然有前人的研究作為基礎，但隻有伽利略花費了多年的心血，做了很多關於物體運動的係統實驗。後來，他還想出了測量落體速度的方法：讓球從光滑的斜板上滾下，然後測量在某個時間點上球與起點之間的距離，從而不僅證明了在阻力可忽略時物體的下落速度與重量無關，而且證明了物體在下落時，它們的速度是不斷增大的。這就是我們現在說的自由落體運動定律。它為現代物理學的發展奠定了基礎。
在1640年的一封信中，伽利略說：“追求真理的可靠途徑是把實驗放在任何推理的前麵。因為推理總會含有謬（miù）誤，而一個科學的實驗不可能與真理相對立。”在伽利略之前，還沒有哪位科學家如此強調實驗的重要性。因此，愛因斯坦認為，將伽利略稱為現代物理學乃至現代科學之父是當之無愧的。