در آغاز ستاره شناسی، جهان زمین مرکز تصور می شد و زمین، ثابت و در مرکز آن بود و خورشید، سیارات و ستارگان حول آن می گشتند. سپس در سال 1543 نیکلا کپرنیک، ستاره شناس لهستانی (1543-1473)، در کتابش تحت عنوان گردش افلاک آسمانی جهان خورشید مرکز را پیشنهاد نمود.
در این فرضیه افراطی خورشید در مرکز جهان قرار می گرفت و زمین و پنج سیاره شناخته شده دیگر در مدارهایی حولش می چرخیدند. این الگوی ارایه شده توسط کپرنیک اساس دیدگاه نوین ما درباره منظومه شمسی شد.
کپلر، گالیله و نیوتون
اما یوهان کپلر، دستیار تیکو براهه نظریه کوپر نیکی را پدیرفت. کپلر که یک ریاضیدان بود، سه قانون در مورد مدار سیاره ها تدوین کرد.
او با بررسی دقیق مشاهده های براهه از مریخ، به این نتیجه رسید که مریخ در مداری بیضی شکل حرکت می کند، نه دایره ای.
قانون اول حرکت سیاره ای کپلر می گوید: هر سیاره در مداری به شکل بیضی حرکت می کند، که خورشید در یکی از کانونهای آن قرار دارد.
قانون دوم کپلر سرعت متغیر سیاره را در مدارش توصیف می کند: هر قدر سیاره به خورشید نزدیک تر باشد، سرعت آن بیشتر است، و هر قدر سیاره از خورشید دورتر باشد، سرعت آن بیشتر است و هر قدر سیاره از خورشید دورتر باشد سرعت آن در مدارش کمتر است. کپلر به فکر جاذبه، نزدیک می شد بی آنکه به وضوح آن را بیان کند.
قانون سوم کپلر فاصله سیاره از خورشید را با دوره تناوب آن ارتباط می دهد: زمانی را که طول می کشد تا یک بار به دور خورشید گردش کند، دوره تناوب سیاره می نامند. این قانون می گوید که توان دوم دوره تناوب، یعنی I2 برابر با توان سوم فاصله یا D3 است.
در همان حال که کپلر این قانونها را بیان می کرد، گالیله ئو دانشمند ایتالیایی، گام بزرگ دیگری در راه پیشترفت اختر شناسی بر می داشت. او با استفاده از تلسکوپ که به تازگی اختراع شده بود، به سیاره ها، ماه و خورشید نگاه کرد.(کار اخیر او، یعنی نگاه کردن به خورشید اشتباه بود. او با تلسکوپ مستقیماً به خورشید نگاه کرد و برای مدتی بینایی خود را از دست داد). آنچه او در آسمان می دید، با آموزشهای یونانیان باستان سازگار نبود. مثلاً او مشاهده کرد که ماه به هیچ وجه کره کامل نیست و مانند زمین دارای کوه و دره است.
گالیله ئو همچنین کشف کرد که زهره، مانند ماه، صور مختلف دارد. او نخستین کسی بود که چشمش به قمر های مشتری افتاد. و با تلسکوپ خود متوجه شد که شمار ستارگان، بیشتر از آن است که با چشم برهنه (غیر مسلح) دیده می شود.
در اواخر قرن هفدهم، یک دانشمند بزرگ انگلیسی، به نام ایساک نیوتون، قانون نیروی جاذبه (گرانش ) را کشف کرد. این قانون می گوید که اشیاء با نیروی جاذبه، به طرف یکدیگر کشیده می شوند. قدرت این نیرو بستگی به مقدار جرم اشیاء و فاصله آنها از یکدیگر دارد. قانون جاذبه توضیح می دهد که چرا مدارهای سیاره ای و قمری به شکل بیضی هستند. این قانون حرکت همه اشیاء را در جهان تبیین می کند.
