Den 19. februar 1473 bliver Nicolaus Copernicus født i Torun, en by i det nordlige Polen ved floden Vistula. Han er faderen til den moderne astronomi og var den første moderne europæiske videnskabsmand, der foreslog, at Jorden og de andre planeter kredser om solen.

Copernicus blev født ind i en familie af velhavende købmænd, og efter faderens død tog hans onkel – som snart skulle blive biskop – drengen under sine vinger. Han fik datidens bedste uddannelse og blev opdraget til en karriere inden for kanonisk (kirkelig) ret. På universitetet i Krakow studerede han de frie kunstarter, herunder astronomi og astrologi, og blev derefter, som mange polakker i hans socialklasse, sendt til Italien for at studere medicin og jura.

Mens han studerede ved universitetet i Bologna, boede han i en periode hos Domenico Maria de Novara, den ledende astronom ved universitetet. Astronomi og astrologi var på den tid nært beslægtede og blev betragtet på lige fod, og Novara havde ansvaret for at udstede astrologiske prognoser for Bologna. Kopernikus hjalp ham nogle gange med sine observationer, og Novara udsatte ham for kritik af både astrologien og aspekter af det ptolemæiske system, som placerede Jorden i universets centrum.

Kopernikus studerede senere ved universitetet i Padova og modtog i 1503 en doktorgrad i kanonisk ret fra universitetet i Ferrara. Han vendte tilbage til Polen, hvor han blev kirkeadministrator og læge. I sin fritid helligede han sig videnskabelige sysler, som undertiden omfattede astronomisk arbejde. I 1514 var hans ry som astronom så stort, at han blev konsulteret af kirkeledere, der forsøgte at reformere den julianske kalender.

Kosmologien i det tidlige 16. århundredes Europa gik ud på, at Jorden sad stationær og ubevægelig i centrum af flere roterende, koncentriske sfærer, som bar himmellegemerne: solen, månen, de kendte planeter og stjernerne. Fra oldtiden holdt filosoffer fast ved troen på, at himlen var arrangeret i cirkler (som pr. definition er perfekt runde), hvilket skabte forvirring blandt astronomer, der registrerede planeternes ofte excentriske bevægelse, som undertiden syntes at standse i deres kredsløb om Jorden og bevæge sig baglæns hen over himlen.

I det andet århundrede e.Kr, forsøgte den alexandrinske geograf og astronom Ptolemæus at løse dette problem ved at hævde, at solen, planeterne og månen bevæger sig i små cirkler rundt om meget større cirkler, der kredser om Jorden. Disse små cirkler kaldte han epicyklusser, og ved at indarbejde mange epicyklusser, der roterer med forskellige hastigheder, fik han sit himmelsystem til at stemme overens med de fleste astronomiske observationer.

Det ptolemæiske system forblev Europas accepterede kosmologi i mere end 1.000 år, men på Kopernikus’ tid havde de akkumulerede astronomiske beviser kastet nogle af hans teorier ud i forvirring. Astronomerne var uenige om planeternes rækkefølge fra Jorden, og det var dette problem, som Kopernikus tog fat på i begyndelsen af det 16. århundrede.

Mellem 1508 og 1514 skrev han en kort astronomisk afhandling, der almindeligvis kaldes Commentariolus, eller “Lille kommentar”, og som lagde grunden til hans heliocentriske (solcentrerede) system. Værket blev ikke udgivet i hans levetid. I afhandlingen postulerede han korrekt rækkefølgen af de kendte planeter, herunder Jorden, i forhold til solen og anslog deres omløbstider relativt præcist.

For Kopernikus var hans heliocentriske teori på ingen måde et vendepunkt, for den skabte lige så mange problemer, som den løste. For eksempel blev tunge genstande altid antaget at falde til jorden, fordi Jorden var universets centrum. Hvorfor skulle de gøre det i et solcentreret system? Han fastholdt den gamle tro på, at himmelen var styret af cirkler, men hans beviser viste, at selv i et solcentreret univers drejede planeterne og stjernerne ikke rundt om solen i cirkulære baner. På grund af disse og andre problemer forsinkede Kopernikus udgivelsen af sit store astronomiske værk, De revolutionibus orbium coelestium libri vi, eller “Seks bøger om himmellegemernes omdrejninger”, næsten hele sit liv. Det blev færdiggjort omkring 1530, men blev først udgivet i 1543 – hans dødsår.

I værket førte Kopernikus’ banebrydende argument om, at Jorden og planeterne kredser om solen, til en række andre store astronomiske opdagelser. Mens Jorden drejer rundt om solen, argumenterede han for, at den dagligt drejer rundt om sin akse. Det tager et år for Jorden at kredse om solen, og i løbet af denne tid vakler den gradvist om sin akse, hvilket forklarer jævndøgnets præcession. Blandt de største fejl i værket er hans opfattelse af solen som centrum for hele universet, ikke kun solsystemet, og hans manglende forståelse af elliptiske baners virkelighed, hvilket tvang ham til at indarbejde adskillige epicyklusser i sit system, ligesom Ptolemæus gjorde. Uden noget begreb om tyngdekraften kredsede Jorden og planeterne stadig om solen på gigantiske gennemsigtige kugler.

I sin dedikation til De revolutionibus – et ekstremt tæt videnskabeligt værk – bemærkede Kopernikus, at “matematikken er skrevet for matematikere”. Hvis værket var mere tilgængeligt, ville mange have protesteret mod dets ikke-bibelske og dermed kætterske opfattelse af universet. I årtier forblev De revolutionibus ukendt for alle undtagen de mest sofistikerede astronomer, og de fleste af disse mænd, selv om de beundrede nogle af Kopernikus’ argumenter, afviste hans heliocentriske grundlag. Det var først i begyndelsen af det 17. århundrede, at Galileo og Johannes Kepler udviklede og populariserede den kopernikanske teori, hvilket for Galileos vedkommende resulterede i en retssag og en dom for kætteri. Efter Isaac Newtons arbejde med himmellegemekanikken i slutningen af det 17. århundrede spredte accepten af den kopernikanske teori sig hurtigt i ikke-katolske lande, og i slutningen af det 18. århundrede var den næsten universelt accepteret.