1473. február 19-én születik Nikolausz Kopernikusz Torunban, a Visztula folyó észak-közép-lengyelországi városában. A modern csillagászat atyja, az első modern európai tudós, aki felvetette, hogy a Föld és a többi bolygó a Nap körül kering.

Kopernikusz jómódú kereskedőcsaládba született, és apja halála után nagybátyja – aki hamarosan püspök lett – vette szárnyai alá a fiút. A kor legjobb oktatását kapta, és a kánonjogi (egyházjogi) pályára nevelték. A krakkói egyetemen szabad művészeteket tanult, köztük csillagászatot és asztrológiát, majd – mint sok más, a társadalmi osztályához tartozó lengyel – Olaszországba küldték, hogy orvoslást és jogot tanuljon.

A bolognai egyetemen folytatott tanulmányai során egy ideig Domenico Maria de Novara, az egyetem vezető csillagászának házában élt. A csillagászat és az asztrológia abban az időben szorosan kapcsolódott egymáshoz, és egyformán nagyra tartották, és Novara feladata volt, hogy asztrológiai előrejelzéseket adjon ki Bologna számára. Kopernikusz néha segédkezett neki a megfigyelésekben, és Novara kitette őt mind az asztrológia, mind a ptolemaioszi rendszer egyes aspektusainak kritikájának, amely a Földet helyezte a világegyetem középpontjába.

Kopernikusz később a padovai egyetemen tanult, majd 1503-ban a ferrarai egyetemen kánonjogból doktorált. Visszatért Lengyelországba, ahol egyházi adminisztrátor és orvos lett. Szabadidejében tudományos tevékenységeknek szentelte magát, amelyek közé néha csillagászati munkák is tartoztak. Csillagászként 1514-re olyan hírnévre tett szert, hogy a Julián-naptár reformját megkísérlő egyházi vezetők konzultáltak vele.

A 16. század eleji Európa kozmológiája szerint a Föld mozdulatlanul és mozdulatlanul áll több forgó, koncentrikus gömb középpontjában, amelyek az égitesteket hordozzák: a Napot, a Holdat, az ismert bolygókat és a csillagokat. Az ókortól kezdve a filozófusok ragaszkodtak ahhoz a meggyőződéshez, hogy az égbolt körökbe rendeződik (amelyek definíció szerint tökéletesen kerekek), ami zavart okozott a csillagászok körében, akik feljegyezték a bolygók gyakran excentrikus mozgását, amelyek néha úgy tűnt, hogy megállnak a Föld körüli pályájukon, és visszafelé haladnak az égbolton.

A Kr. u. 2. sz, az alexandriai földrajztudós és csillagász Ptolemaiosz azzal próbálta megoldani ezt a problémát, hogy azt állította, hogy a Nap, a bolygók és a Hold kis körökben mozog a Föld körül keringő sokkal nagyobb körök körül. Ezeket a kis köröket epiciklusoknak nevezte, és számos, különböző sebességgel forgó epiciklus beépítésével elérte, hogy égi rendszere megfeleljen a legtöbb feljegyzett csillagászati megfigyelésnek.

A ptolemaioszi rendszer több mint 1000 évig maradt Európa elfogadott kozmológiája, de Kopernikusz idejére a felhalmozódott csillagászati bizonyítékok összezavarták néhány elméletét. A csillagászok nem értettek egyet a bolygók Földtől való sorrendjét illetően, és Kopernikusz ezzel a problémával foglalkozott a 16. század elején.

Majd 1508 és 1514 között írt egy rövid csillagászati értekezést, amelyet általában Commentariolusnak, azaz “Kis kommentárnak” neveznek, és amely megalapozta heliocentrikus (napközpontú) rendszerét. A művet még életében nem adták ki. Az értekezésben helyesen tételezte fel az ismert bolygók, köztük a Föld sorrendjét a Naptól, és viszonylag pontosan becsülte meg a keringési idejüket.

Kopernikusz számára a heliocentrikus elmélete korántsem jelentett vízválasztót, mert ugyanannyi problémát teremtett, mint amennyit megoldott. Például a nehéz tárgyakról mindig feltételezték, hogy a földre esnek, mert a Föld volt a világegyetem középpontja. Miért tennék ezt egy napközpontú rendszerben? Megőrizte azt az ősi hiedelmet, hogy az égboltot körök uralják, de bizonyítékai azt mutatták, hogy a bolygók és a csillagok még egy napközpontú világegyetemben sem keringenek körkörös pályán a Nap körül. Ezen és más problémák miatt Kopernikusz szinte egész életében késleltette fő csillagászati művének, a De revolutionibus orbium coelestium libri vi, vagyis a “Hat könyv az égitestek forgásáról” című művének kiadását. A mű 1530 körül készült el, de csak 1543-ban – halála évében – jelent meg.

A műben Kopernikusz úttörő érve, miszerint a Föld és a bolygók a Nap körül keringenek, számos más jelentős csillagászati felfedezéshez vezetett. Miközben a Föld a Nap körül kering, érvelése szerint naponta forog a tengelye körül. A Földnek egy év kell ahhoz, hogy megkerülje a Napot, és ez idő alatt fokozatosan meginog a tengelye körül, ami megmagyarázza a napéjegyenlőségek precesszióját. A mű főbb hibái közé tartozik, hogy a Napot nem csak a Naprendszer, hanem az egész világegyetem középpontjának tekintette, és nem értette meg az elliptikus pályák valóságát, ami arra kényszerítette, hogy Ptolemaioszhoz hasonlóan számos epiciklust építsen be a rendszerébe. A gravitáció fogalma nélkül a Föld és a bolygók továbbra is óriási átlátszó gömbökön keringtek a Nap körül.

A De revolutionibus-hoz – egy rendkívül sűrű tudományos műhöz – írt dedikációjában Kopernikusz megjegyezte, hogy “a matematika matematikusoknak íródott”. Ha a mű könnyebben hozzáférhető lett volna, sokan kifogásolták volna a világegyetemről alkotott nem bibliai és ezért eretnek felfogását. A De revolutionibus évtizedekig ismeretlen maradt a legkifinomultabb csillagászok kivételével, és e férfiak többsége, bár csodálta Kopernikusz egyes érveit, elutasította heliocentrikus alapját. Galilei és Johannes Kepler csak a 17. század elején dolgozta ki és népszerűsítette a kopernikuszi elméletet, ami Galilei számára eretnekségért indított perrel és elítéléssel járt. Isaac Newton 17. század végi égi mechanikai munkássága nyomán a kopernikuszi elmélet elfogadása gyorsan elterjedt a nem katolikus országokban, és a 18. század végére szinte általánosan elfogadottá vált.