Den 19 februari 1473 föds Nicolaus Copernicus i Torun, en stad i norra centrala Polen vid floden Vistula. Han är den moderna astronomins fader och var den första moderna europeiska vetenskapsmannen som föreslog att jorden och andra planeter kretsar runt solen.

Copernicus föddes in i en familj av välbärgade köpmän, och efter faderns död tog hans farbror – som snart skulle bli biskop – pojken under sina vingar. Han fick den bästa utbildningen på den tiden och förbereddes för en karriär inom kanonisk (kyrklig) rätt. Vid universitetet i Krakow studerade han de fria konsterna, inklusive astronomi och astrologi, och skickades sedan, som många polacker i hans samhällsklass, till Italien för att studera medicin och juridik.

Under sina studier vid Bolognas universitet bodde han en tid hos Domenico Maria de Novara, den främste astronomen vid universitetet. Astronomi och astrologi var vid den här tiden nära besläktade och lika ansedda, och Novara hade ansvaret för att utfärda astrologiska prognoser för Bologna. Kopernikus hjälpte honom ibland med sina observationer, och Novara utsatte honom för kritik av både astrologin och aspekter av det ptolemaiska systemet, som placerade jorden i universums centrum.

Copernikus studerade senare vid universitetet i Padua och 1503 disputerade han i kanonisk rätt vid universitetet i Ferrara. Han återvände till Polen där han blev kyrkoadministratör och läkare. På sin fritid ägnade han sig åt vetenskapliga arbeten, som ibland inkluderade astronomiskt arbete. År 1514 var hans rykte som astronom så gott att han konsulterades av kyrkoledare som försökte reformera den julianska kalendern.

Kosmologin i det tidiga 1500-talets Europa ansåg att jorden satt stationär och orörlig i centrum av flera roterande, koncentriska sfärer som bar himlakropparna: solen, månen, de kända planeterna och stjärnorna. Sedan antiken höll filosoferna fast vid tron att himlen var arrangerad i cirklar (som per definition är perfekt runda), vilket skapade förvirring bland astronomer som registrerade den ofta excentriska rörelsen hos planeterna, som ibland tycktes stanna upp i sin omloppsbana runt jorden och röra sig bakåtsträvande över himlen.

Under det andra århundradet e.Kr, försökte den alexandrinske geografen och astronomen Ptolemaios lösa detta problem genom att hävda att solen, planeterna och månen rör sig i små cirklar runt mycket större cirklar som kretsar kring jorden. Dessa små cirklar kallade han för epicyklar, och genom att införliva många epicyklar som roterar i olika hastigheter fick han sitt himmelsystem att stämma överens med de flesta astronomiska observationer.

Det ptolemeiska systemet förblev Europas accepterade kosmologi i mer än 1 000 år, men på Kopernikus’ tid hade ackumulerade astronomiska bevis förvirrat en del av hans teorier. Astronomerna var oense om planeternas ordning från jorden, och det var detta problem som Copernicus tog itu med i början av 1500-talet.

Hon skrev någon gång mellan 1508 och 1514 en kort astronomisk avhandling som brukar kallas Commentariolus, eller ”Lilla kommentaren”, och som lade grunden för hans heliocentriska (solcentrerade) system. Verket publicerades inte under hans livstid. I avhandlingen postulerade han korrekt de kända planeternas, inklusive jordens, ordning från solen och uppskattade deras omloppstid relativt exakt.

För Kopernikus var hans heliocentriska teori ingalunda en vattendelare, för den skapade lika många problem som den löste. Till exempel antogs tunga föremål alltid falla till marken eftersom jorden var universums centrum. Varför skulle de göra det i ett solcentrerat system? Han behöll den gamla tron att cirklar styrde himlen, men hans bevis visade att även i ett solcentrerat universum kretsade planeterna och stjärnorna inte runt solen i cirkulära banor. På grund av dessa och andra problem försenade Copernicus publiceringen av sitt stora astronomiska verk, De revolutionibus orbium coelestium libri vi, eller ”Sex böcker om himlakropparnas rotationer”, nästan hela sitt liv. Det var färdigt omkring 1530, men publicerades inte förrän 1543 – hans dödsår.

I verket ledde Copernicus banbrytande argument om att jorden och planeterna kretsar runt solen till att han gjorde ett antal andra viktiga astronomiska upptäckter. Samtidigt som jorden kretsar runt solen, hävdade han att den dagligen snurrar runt sin axel. Jorden tar ett år på sig för att kretsa runt solen och under denna tid vinglar den gradvis runt sin axel, vilket förklarar ekvinoxernas precession. Bland de största bristerna i verket finns hans koncept om solen som centrum för hela universum, inte bara solsystemet, och hans misslyckande med att förstå verkligheten med elliptiska banor, vilket tvingade honom att införliva många epicyklar i sitt system, precis som Ptolemaios gjorde. Utan något begrepp om gravitation kretsade jorden och planeterna fortfarande runt solen på gigantiska genomskinliga sfärer.

I sin dedikation till De revolutionibus – ett extremt tätt vetenskapligt verk – noterade Kopernikus att ”matematiken är skriven för matematiker”. Om verket hade varit mer lättillgängligt skulle många ha inväntat mot dess icke-bibliska och därmed kätterska uppfattning om universum. Under årtionden förblev De revolutionibus okänt för alla utom de mest sofistikerade astronomerna, och de flesta av dessa män, även om de beundrade vissa av Kopernikus’ argument, förkastade hans heliocentriska grund. Det var inte förrän i början av 1600-talet som Galileo och Johannes Kepler utvecklade och populariserade den kopernikanska teorin, vilket för Galileo resulterade i en rättegång och fällande dom för kätteri. Efter Isaac Newtons arbete med himlakroppsmekanik i slutet av 1600-talet spreds acceptansen av den kopernikanska teorin snabbt i icke-katolska länder, och i slutet av 1700-talet var den nästan allmänt accepterad.