爱华网在当时，天文学采用的是托勒密的天文体系。这一体系的基本思想是地球处于宇宙的中心和所有天体的运行轨道都是圆形。前者来源于日常生活经验，后者则是因为圆是非常完美简洁的形状。地心说可以预测日食月食，也可以解释一些现象。所以一直被作为正统思想所接受。但是随着观测技术的进步，地心说难以解释观测现象，这就使得坚持简洁的哥白尼对托勒密的系统产生了怀疑。为了简化理论，更好的符合实际观测的结果，哥白尼将不动点从地球移动到了太阳上，提出了日心说。他指出地球不是宇宙的中心，而是同五大行星一样围绕太阳这个不变的中心运行的普通行星，其自身又以地轴为中心自转。
这期间，哥白尼在一篇叫做《短论》的手稿中归纳了自己主要的天文学观点，并传播给亲近的朋友。长期以来一直认为哥白尼担心正式出版自己的天文学著作会引起教会的反对，但是却没有明确证据来证明这一点。实际上当时的教宗秘书曾经在梵蒂冈作过关于《短论》的演讲，教宗克莱孟七世和很多主教都曾经出席，演讲过后，其中一位主教写信给哥白尼，希望他尽早正式出版他的作品。所以当时有条件出版哥白尼的著作，但是哥白尼本人一直不愿意这么作，其中重要的一个原因就是哥白尼一直想解决自己的理论体系中的缺陷，不想贸然出版而导致外来的批评。
1539年在朋友劝说下，哥白尼决定出版他的作品。1540年出版了一个小册子来介绍哥白尼体系的要点。1543年秋，哥白尼因中风已陷入半身不遂的状况。至5月24日，当一本印好的《天体运行论》送到他的病榻的时候，已是他弥留的时刻了。
哥白尼的学说改变了那个时代人类对宇宙的认识，而且动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础。由于时代的局限，哥白尼只是把宇宙的中心从地球移到了太阳，并没有放弃宇宙中心论和宇宙有限论。
虽然哥白尼的观点并不完全正确，但是他的理论给人类的宇宙观带来了巨大的变革。哥白尼之书在其死后引起了很大的争议。最耸人听闻的事件莫过于是意大利人布鲁诺（Giordano Bruno, 1547-1600）之死。他是道明会（Dominican）的教士。但极富反叛精神，是一个“狂热份子”。他从哥白尼的系统向外推展，否定了天球之说。他出版了“无限宇宙论”“Dell infinito Universo e Mondi”明白地主张：太阳是众多的恒星之一，地球亦是行星之一。更主张人类在宇宙中也不是惟一的。这种主张与当时教会对《圣经》的解读起了严重冲突。他在1600年被判火刑，在罗马当众焚尸。
关于日心地动学说早在希腊时代约公元前310年，天文学家阿里斯塔克就已经发现了，他的主张是日月星辰并非绕着地球转动，而是地球和其他星辰一起绕着太阳转动。而他的主张继承了毕达哥拉斯学派的中心火理论，并把中心火的位置改成太阳。他曾经解释过恒星的周日转动，是地球绕轴自转的结果。但和当时被广泛认同的亚里斯多德的物理学相互矛盾，所以当时有人提出两个反驳的观点。一.如果地球会转动，那在上面的人为何不会掉下来。这个说法是被大众所接受的，因为在常识中，如果从在动的火车上把物体抛下，火车很快便会将物体抛在后头。二.如果地球会转动，那和地球相对的恒星应该也会产生距离的变化。目前我们不知道他对第一个观点所作的回答，但据说他相当正确的回答第二个问题。他说恒星距离我们太过遥远，虽然地球自转对恒星的距离有影响，但是因为地球和恒星距离上太过遥远，以至于地球轨道与之相比微不足道，所以恒星位置的变化我们无法察觉到。阿里斯塔克拥有另一项天文成就，测量太阳、地球和月亮的距离，当从地球上看月亮处于半暗半亮的时刻，太阳、月亮和地球正好组成一个直角三角形，月亮处于直角的顶点，可从地球上测得月地和日地的夹角，虽然因为当时的仪器无法测量的很精确，但是他的方法很正确，在得出相对距离后，推测出太阳和月亮的实际大小，也因此得出太阳比地球大，正因为如此，所以他才有理由推测出地球绕着太阳转的事实。毕竟大的物体绕小的物体转动不是一件自然的事。而近2000年后，哥白尼才继承他的理念。
