Op 19 februari 1473 wordt Nicolaus Copernicus geboren in Torun, een stad in noord-centraal Polen aan de rivier de Vistula. Hij was de vader van de moderne astronomie en was de eerste moderne Europese wetenschapper die voorstelde dat de aarde en andere planeten om de zon draaien.

Copernicus werd geboren in een familie van welgestelde kooplieden, en na de dood van zijn vader nam zijn oom, die later bisschop zou worden, de jongen onder zijn hoede. Hij kreeg het beste onderwijs van die tijd en werd opgeleid voor een carrière in het kerkelijk recht. Aan de Universiteit van Krakau studeerde hij vrije kunsten, waaronder astronomie en astrologie, en vervolgens werd hij, zoals veel Polen van zijn sociale klasse, naar Italië gestuurd om medicijnen en rechten te studeren.

Tijdens zijn studie aan de Universiteit van Bologna woonde hij een tijdlang in het huis van Domenico Maria de Novara, de belangrijkste astronoom aan de universiteit. Astronomie en astrologie waren in die tijd nauw verwant en stonden gelijk aan elkaar in aanzien, en Novara was verantwoordelijk voor het uitgeven van astrologische prognosticaties voor Bologna. Copernicus assisteerde hem soms bij zijn waarnemingen, en Novara stelde hem bloot aan kritiek op zowel de astrologie als op aspecten van het Ptolemeïsche systeem, dat de aarde in het middelpunt van het heelal plaatste.

Copernicus studeerde later aan de Universiteit van Padua en promoveerde in 1503 in het canonieke recht aan de Universiteit van Ferrara. Hij keerde terug naar Polen, waar hij kerkbestuurder en arts werd. In zijn vrije tijd wijdde hij zich aan wetenschappelijke bezigheden, waaronder soms astronomisch werk. In 1514 was zijn reputatie als astronoom zo groot dat hij werd geraadpleegd door kerkleiders die probeerden de Juliaanse kalender te hervormen.

De kosmologie van het Europa van het begin van de 16e eeuw ging ervan uit dat de aarde stilstond en onbeweeglijk was in het centrum van verschillende roterende, concentrische bollen die de hemellichamen droegen: de zon, de maan, de bekende planeten, en de sterren. Vanaf de oudheid hielden filosofen vast aan het geloof dat de hemelen in cirkels waren gerangschikt (die per definitie volmaakt rond zijn), hetgeen verwarring veroorzaakte onder astronomen die de vaak excentrische beweging van de planeten registreerden, die soms leken te stoppen in hun baan om de Aarde en achterwaarts langs de hemel leken te bewegen.

In de tweede eeuw na Chr, probeerde de Alexandrijnse geograaf en astronoom Ptolemaeus dit probleem op te lossen door te stellen dat de zon, de planeten en de maan in kleine cirkels rond veel grotere cirkels draaien die om de Aarde draaien. Deze kleine cirkels noemde hij epicykels, en door een groot aantal epicykels te integreren die met verschillende snelheden ronddraaiden, liet hij zijn hemelsysteem overeenstemmen met de meeste astronomische waarnemingen die bekend zijn.

Het Ptolemeïsche systeem bleef meer dan 1000 jaar lang de geaccepteerde kosmologie in Europa, maar tegen de tijd van Copernicus had de opeenstapeling van astronomische bewijzen een aantal van zijn theorieën in verwarring gebracht. Astronomen waren het niet eens over de volgorde van de planeten ten opzichte van de aarde, en het was dit probleem dat Copernicus aan het begin van de 16e eeuw aanpakte.

Ergens tussen 1508 en 1514 schreef hij een korte astronomische verhandeling die gewoonlijk de Commentariolus, of “Kleine Commentaar” wordt genoemd, en die de basis legde voor zijn heliocentrische (zon-gecentreerde) systeem. Het werk werd niet tijdens zijn leven gepubliceerd. In het traktaat stelde hij correct de volgorde vast van de bekende planeten, waaronder de aarde, ten opzichte van de zon, en schatte hun omlooptijden relatief nauwkeurig.

Voor Copernicus was zijn heliocentrische theorie geenszins een waterscheiding, want zij creëerde evenveel problemen als zij oploste. Zo werd bijvoorbeeld altijd aangenomen dat zware voorwerpen op de grond zouden vallen omdat de aarde het middelpunt van het heelal was. Waarom zouden ze dat doen in een systeem waarin de zon centraal staat? Hij behield het oude geloof dat cirkels de hemel bestuurden, maar zijn bewijs toonde aan dat zelfs in een zon-gecentreerd heelal de planeten en sterren niet in cirkelvormige banen rond de zon draaiden. Vanwege deze en andere problemen stelde Copernicus de publicatie van zijn belangrijkste astronomische werk, De revolutionibus orbium coelestium libri vi, of “Zes boeken over de omwentelingen van de hemelsferen”, bijna zijn hele leven uit. Hij voltooide het rond 1530, maar publiceerde het pas in 1543 – het jaar van zijn dood.

In het werk, Copernicus’ baanbrekende argument dat de aarde en de planeten draaien rond de zon leidde hem naar een aantal andere belangrijke astronomische ontdekkingen te maken. Terwijl de aarde om de zon draait, draait zij volgens hem dagelijks om haar as. De aarde doet er een jaar over om rond de zon te draaien en wiebelt in die tijd geleidelijk om haar as, wat de precessie van de equinoxen verklaart. Tot de grote fouten in zijn werk behoren zijn opvatting dat de zon het middelpunt van het hele heelal is en niet alleen van het zonnestelsel, en het feit dat hij de realiteit van elliptische banen niet begreep, waardoor hij gedwongen was om, net als Ptolemaeus, talrijke epicykels in zijn systeem op te nemen. Zonder enig begrip van zwaartekracht draaiden de aarde en de planeten nog steeds rond de zon op reusachtige doorzichtige bollen.

In zijn toewijding aan De revolutionibus – een zeer dicht wetenschappelijk werk – merkte Copernicus op dat “wiskunde is geschreven voor wiskundigen”. Als het werk toegankelijker was geweest, zouden velen bezwaar hebben gemaakt tegen zijn niet-bijbelse en dus ketterse opvatting van het heelal. Decennia lang bleef De revolutionibus onbekend bij iedereen behalve de meest verfijnde astronomen, en de meeste van deze mannen, hoewel ze sommige van Copernicus’ argumenten bewonderden, verwierpen zijn heliocentrische basis. Pas in het begin van de 17e eeuw ontwikkelden en populariseerden Galileo en Johannes Kepler de Copernicaanse theorie, wat voor Galileo resulteerde in een proces en een veroordeling wegens ketterij. Na het werk van Isaac Newton in de hemelmechanica aan het eind van de 17e eeuw, verspreidde de acceptatie van de Copernicaanse theorie zich snel in niet-katholieke landen, en tegen het eind van de 18e eeuw werd zij bijna universeel aanvaard.