ระบบดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง

ในยุคกรีกโบราณ​ คนส่วนใหญ่เชื่อในระบบโลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาล (Geocentric) ของอริสโตเติล  อย่างไรก็ตามนักปราชญ์บางคนมีความคิดเห็นตรงกันข้าม อริสตาร์คัส (Aristarchus) นักเรขาคณิตชาวกรีกแห่งเมืองอเล็กซานเดรีย (อยู่ในประเทศอียิปต์ในปัจจุบัน) ได้เสนอแบบจำลองของจักรวาลซึ่งมี “ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง” (Heliocentric) โดยอธิบายว่า ในหนึ่งวันโลกหมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันตกไปยังทิศตะวันออก ทำให้เรามองเห็นท้องฟ้าเคลื่อนที่จากทิศตะวันออกไปยังทิศตะวันตก ขณะเดียวกันโลกก็โคจรไปรอบดวงอาทิตย์ ทำให้เรามองเห็นดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ผ่านหน้ากลุ่มดาวจักราศีทั้งสิบสองกลุ่ม อริสตาร์คัสคำนวณเปรียบเทียบว่า ดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่กว่าโลก โลกมีขนาดใหญ่กว่าดวงจันทร์ โลกอยู่ใกล้ดวงจันทร์แต่อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ ถึงกระนั้นก็ตามแนวความคิดนี้ยังไม่เป็นที่ยอมรับของคนในยุคนั้น เนื่องจากขัดแย้งกับสิ่งที่ตามองเห็น ยากต่อจินตนาการ และยังไม่มีใครพิสูจน์ได้  ประกอบกับโชคไม่ดีที่ห้องสมุดอเล็กซานเดรียถูกไฟใหม้ ตำราที่อริสตาร์คัสเขียนขึ้นถูกทำลายจนหมดสิ้น มีเพียงหลักฐานที่เกี่ยวข้องจากผู้ที่อยู่ร่วมยุคสมัยเท่านั้นที่เหลืออยู่ 

ปี ค.ศ.1514 (พ.ศ.2057): นิโคลาส โคเปอร์นิคัส (Nicolaus Copernicus) บาทหลวงชาวโปแลนด์ เป็นผู้มีประสบการณ์ในการติดตามการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์เป็นเวลากว่ายี่สิบปี มีความคิดขัดแย้งกับระบบโลกเป็นศูนย์กลาง เขาให้ความเห็นว่า การอธิบายการเคลื่อนที่ถอยหลังของดาวเคราะห์ โดยใช้วงกลมเล็กในแบบจำลองของทอเลมีนั้น เลื่อนลอยไร้เหตุผล เขาได้เขียนหนังสือชื่อ De revolutionibus orbium coelestium (ปฏิวัติความเชื่อเรื่องท้องฟ้า) นำเสนอแนวความคิดที่มีระบบดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง (Heliocentric) ดังภาพที่ 2 อธิบายดังนี้ 

I. วงโคจรของดาวฤกษ์  

II. วงโคจรของดาวเสาร์

III. วงโคจรของดาวพฤหัสบดี 

IIII. วงโคจรของดาวอังคาร 

V. วงโคจรของโลกและดวงจันทร์​ 

VI. วงโคจรของดาวศุกร์  

VII. วงโคจรของดาวพุธ  

หนังสือเล่มนี้ถือเป็นจุดเริ่มต้นของดาราศาสตร์ยุคใหม่ ดังนี้ 

1. ทรงกลมฟ้า (ซึ่งเป็นที่ตั้งของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์) เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ โดยมีดวงอาทิตย์อยู่ที่ศูนย์กลางของจักรวาล

2. ระยะทางจากโลกไปยังทรงกลมฟ้าอยู่ไกลกว่าระยะทางจากโลกไปยังดวงอาทิตย์ 

3. การเคลื่อนที่ปรากฏของทรงกลมฟ้าสัมพัทธ์กับเส้นขอบฟ้าในแต่ละวัน เป็นผลจากการที่โลกหมุนรอบตัวเอง

4. การเคลื่อนที่ย้อนกลับของดาวเคราะห์ (Retrograde motion) เกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ไปตามวงโคจรของโลกสัมพัทธ์กับการเคลื่อนที่ไปตามวงโคจรของดาวเคราะห์ วงกลมเล็ก (Epicycle) ของทอเลมีมิได้มีอยู่จริง 

โคเปอร์นิคัสอธิบายการมองเห็นการเคลื่อนที่ย้อนกลับของดาวอังคารในภาพที่ 3 ว่า วงโคจรรอบดวงอาทิตย์ของโลกมีขนาดเล็กกว่าวงโคจรของดาวอังคาร ดาวอังคารจึงใช้คาบเวลาในการโคจรรอบดวงอาทิตย์นานกว่าโลก  เมื่อโลกเคลื่อนที่แซงดาวอังคาร เราจะมองเห็นดาวอังคารเคลื่อนที่ย้อนกลับ เมื่อเปรียบเทียบกับทิศทางการเคลื่อนที่ของกลุ่มดาวทั้งหลายที่อยู่บนทรงกลมฟ้า (Retrograde motion) 

นิยามของดาวเคราะห์ | ระบบโลกเป็นศูนย์กลาง | ระบบดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง | การค้นพบของกาลิเลโอ | กฎของเคปเลอร์ | กฎของนิวตัน | อวกาศโค้ง