Il 19 febbraio 1473, Nicolaus Copernicus nasce a Torun, una città della Polonia centro-settentrionale sul fiume Vistola. Padre dell’astronomia moderna, fu il primo scienziato europeo moderno a proporre che la Terra e gli altri pianeti ruotino intorno al sole.

Copernico nacque in una famiglia di commercianti benestanti e, dopo la morte del padre, suo zio – che sarebbe diventato vescovo – prese il ragazzo sotto la sua ala. Gli fu data la migliore educazione dell’epoca e fu allevato per una carriera nel diritto canonico (chiesa). All’Università di Cracovia, studiò le arti liberali, comprese l’astronomia e l’astrologia, e poi, come molti polacchi della sua classe sociale, fu mandato in Italia per studiare medicina e legge.

Mentre studiava all’Università di Bologna, visse per un periodo nella casa di Domenico Maria de Novara, il principale astronomo dell’università. L’astronomia e l’astrologia erano a quel tempo strettamente collegate e considerate allo stesso modo, e Novara aveva la responsabilità di emettere previsioni astrologiche per Bologna. Copernico a volte lo assisteva nelle sue osservazioni, e Novara lo espose alle critiche sia dell’astrologia che degli aspetti del sistema tolemaico, che poneva la Terra al centro dell’universo.

Copernico studiò poi all’Università di Padova e nel 1503 ricevette un dottorato in diritto canonico dall’Università di Ferrara. Tornò in Polonia, dove divenne amministratore della chiesa e medico. Nel suo tempo libero, si dedicò a ricerche scientifiche, che a volte includevano lavori astronomici. Nel 1514, la sua reputazione di astronomo era tale che fu consultato dai capi della chiesa che tentavano di riformare il calendario giuliano.

La cosmologia dell’Europa del primo XVI secolo riteneva che la Terra fosse ferma e immobile al centro di diverse sfere rotanti e concentriche che portavano i corpi celesti: il sole, la luna, i pianeti conosciuti e le stelle. Fin dall’antichità, i filosofi aderirono alla convinzione che i cieli fossero disposti in cerchi (che per definizione sono perfettamente rotondi), causando confusione tra gli astronomi che registravano il moto spesso eccentrico dei pianeti, che a volte sembravano fermarsi nella loro orbita della Terra e muoversi retrogradamente nel cielo.

Nel secondo secolo d.C, il geografo e astronomo alessandrino Tolomeo cercò di risolvere questo problema sostenendo che il sole, i pianeti e la luna si muovono in piccoli cerchi attorno a cerchi molto più grandi che ruotano attorno alla Terra. Questi piccoli cerchi furono chiamati epicicli, e incorporando numerosi epicicli che ruotano a velocità diverse, fece sì che il suo sistema celeste corrispondesse alla maggior parte delle osservazioni astronomiche registrate.

Il sistema tolemaico rimase la cosmologia accettata in Europa per più di 1.000 anni, ma ai tempi di Copernico le prove astronomiche accumulate avevano gettato in confusione alcune delle sue teorie. Gli astronomi non erano d’accordo sull’ordine dei pianeti rispetto alla Terra, e fu questo problema che Copernico affrontò all’inizio del XVI secolo.

Tra il 1508 e il 1514, scrisse un breve trattato astronomico comunemente chiamato Commentariolus, o “Piccolo commento”, che poneva le basi del suo sistema eliocentrico (centrato sul sole). L’opera non fu pubblicata durante la sua vita. Nel trattato, postulava correttamente l’ordine dei pianeti conosciuti, compresa la Terra, dal sole, e stimava i loro periodi orbitali in modo relativamente accurato.

Per Copernico, la sua teoria eliocentrica non fu affatto uno spartiacque, perché creò tanti problemi quanti ne risolse. Per esempio, si è sempre supposto che gli oggetti pesanti cadessero a terra perché la Terra era il centro dell’universo. Perché dovrebbero farlo in un sistema centrato sul sole? Egli mantenne l’antica credenza che i cerchi governassero i cieli, ma le sue prove dimostravano che anche in un universo centrato sul sole i pianeti e le stelle non giravano intorno al sole in orbite circolari. A causa di questi e altri problemi, Copernico ritardò la pubblicazione della sua principale opera astronomica, De revolutionibus orbium coelestium libri vi, o “Sei libri riguardanti le rivoluzioni degli orbi celesti”, per quasi tutta la sua vita. Completata intorno al 1530, non fu pubblicata fino al 1543, anno della sua morte.

Nell’opera, l’argomento rivoluzionario di Copernico che la Terra e i pianeti girano intorno al sole lo portò a fare una serie di altre importanti scoperte astronomiche. Mentre gira intorno al sole, la Terra, sosteneva, gira quotidianamente sul suo asse. La Terra impiega un anno per orbitare intorno al sole e durante questo periodo oscilla gradualmente sul suo asse, il che spiega la precessione degli equinozi. I principali difetti dell’opera includono la sua concezione del sole come centro dell’intero universo, non solo del sistema solare, e il suo fallimento nel cogliere la realtà delle orbite ellittiche, che lo costrinse a incorporare numerosi epicicli nel suo sistema, come fece Tolomeo. Senza il concetto di gravità, la Terra e i pianeti ruotavano ancora intorno al sole su gigantesche sfere trasparenti.

Nella sua dedica al De revolutionibus – un’opera scientifica estremamente densa – Copernico notò che “la matematica è scritta per i matematici”. Se l’opera fosse stata più accessibile, molti avrebbero obiettato alla sua concezione non biblica e quindi eretica dell’universo. Per decenni, il De revolutionibus rimase sconosciuto a tutti, tranne che agli astronomi più sofisticati, e la maggior parte di questi uomini, pur ammirando alcuni degli argomenti di Copernico, rifiutarono la sua base eliocentrica. Fu solo all’inizio del XVII secolo che Galileo e Johannes Kepler svilupparono e resero popolare la teoria copernicana, che per Galileo portò a un processo e a una condanna per eresia. In seguito al lavoro di Isaac Newton nella meccanica celeste alla fine del XVII secolo, l’accettazione della teoria copernicana si diffuse rapidamente nei paesi non cattolici, e alla fine del XVIII secolo era quasi universalmente accettata.