Вопрос об устройстве Вселенной и о месте в ней планеты Земля и человеческой цивилизации интересовал ученых и философов с незапамятных времен. Долгое время в ходу была так называемая система Птолемея, названная впоследствии геоцентрической. Согласно ей, именно Земля была центром мироздания, а вокруг нее совершали свой путь другие планеты, Луна, Солнце, звезды и прочие небесные тела. Однако к Позднему Средневековью накопилось уже достаточно данных о том, что такое понимание Вселенной не соответствует действительности.
Впервые мысль о том, что Солнце является центром нашей Галактики, высказал известный философ раннего Возрождения Николай Кузанский, однако его работа носила, скорее, мировоззренческий характер и никакими астрономическими доказательствами не подкреплялась.
Гелиоцентрическая система мира как целостное научное мировоззрение, подкрепленное серьезными доказательствами, начала свое формирование в XVI веке, когда ученый из Польши Н. Коперник опубликовал свою работу о движении планет, в том числе и Земли, вокруг Солнца. Толчком к созданию этой теории послужили многолетние наблюдения ученого за небом, в результате которых он пришел к выводу, что сложные движения планет, опираясь на геоцентрическую модель, объяснить попросту невозможно. Гелиоцентрическая система объясняла их тем, что с увеличением расстояния от Солнца скорости движения планет заметно уменьшаются. В этом случае, если планета при наблюдении оказывается позади Земли, создается впечатление, что она начинает двигаться вспять.
На самом же деле в этот момент данное небесное тело просто находится на максимальном расстоянии от Солнца, поэтому его скорость замедляется. В то же время следует отметить, что гелиоцентрическая система мира Коперника обладала рядом существенных недостатков, заимствованных еще из системы Птолемея. Так, польский ученый считал, что, в отличие от других планет, Земля движется по своей орбите равномерно. Кроме того, он утверждал, что центром Вселенной является не столько главное небесное светило, сколько центр орбиты Земли, который с Солнцем совпадает далеко не полностью.
Все эти неточности сумел обнаружить и преодолеть немецкий ученый И. Кеплер. Гелиоцентрическая система казалась ему непреложной истиной, более того, он считал, что наступило время вычислить масштабы нашей планетарной системы.
После долгих и кропотливых исследований, в которых активное участие принимал датский ученый Т. Браге, Кеплер сделал вывод, что, во-первых, именно Солнце представляет собой геометрический центр той планетарной системы, к которой относится и наша Земля.
Во-вторых, Земля, как и другие планеты, движется неравномерно. Кроме того, траектория ее движения – не правильная окружность, а эллипс, один из фокусов которого занимает Солнце.
В-третьих, гелиоцентрическая система получила от Кеплера и свое математическое обоснование: в своем третьем законе немецкий ученый показал зависимость периодов обращения планет от протяженности их орбит.
Гелиоцентрическая система создала условия для дальнейшего развития физики. Именно в этот период И. Ньютон, опираясь на работы Кеплера, вывел два важнейших принципа своей механики – инерции и относительности, которые стали завершающим аккордом в создании новой системы мироздания.
