ניקולאוס קופרניקוס
פעילות מדעית > התאוריה ההליוצנטרית של קופרניקוס > התאוריה הקופרניקאית

התאוריה של קופרניקוס פורסמה בספר "על הקפות כיפות השמיים" (De revolutionibus orbium coelestium) בשנת מותו, 1543, אף שהוא התחיל לפתח אותה כמה עשורים מוקדם יותר. הוא התבסס על למעלה מ-60 תצפיות אסטרונומיות, אותן ערך בעצמו.
ספר זה מציין את ראשית המעבר מיקום גיאוצנטרי (בעצם, אנתרופוצנטרי), שהארץ במרכזו, ליקום שהשמש במרכזו. קופרניקוס טען כי הארץ היא אחד מכמה כוכבי לכת, המסתובבים סביב שמש שאינה נעה, וכי הארץ משלימה את הקפתה פעם בשנה, יחד עם סיבוב סביב צירה פעם ביום. הוא הגיע לסדר הנכון של כוכבי הלכת, ואף הצביע על שינוי איטי בכיוון ציר הסיבוב של כדור הארץ כגורם לתופעה הידועה כנקיפה (פְּרֶצֶסיה). כמו כן הסביר כי קיומן של עונות נובע מהעובדה שציר הסיבוב אינו ניצב למישור הסיבוב של כדור הארץ, אלא נטוי בזווית. הוא אף הוסיף תנועה אחת לכדור הארץ, השומרת על כך כי הציר שלה יהיה מכוון כל הזמן לאותה הנקודה (צפון-דרום). בזמנו של גלילאו גליליי הובהר, כי אין תנועה כזאת.
קופרניקוס טען כי כל המסלולים במערכת השמש הם מעגליים, דבר שאינו מדויק, שכן הם אליפטיים, ולפיכך המודל שלו היה לא מדויק ולא יכול היה לחזות אירועים אסטרונומיים בצורה טובה מזה של תלמי, שהיה מקובל אז. הוא גם סבר שמערכת השמש קטנה בהרבה מגודלה הממשי, כמו שחשבו רוב האסטרונומים בתקופתו.
ובכל זאת, למודל שלו הייתה השפעה מכרעת על מדענים רבים דוגמת גליליי, טיכו ברהה ויוהאנס קפלר, אשר אימצו ושיפרו אותו.
רק תצפיותיו של גליליי אל כוכב הלכת נוגה בעזרת הטלסקופ שבנה, היו הראיות הממשיות הראשונות לתאוריה של קופרניקוס. הוכחות ברורות יותר התקבלו במאה ה-19. ב-1838 ו-1839, בהפרש של מספר חודשים, שלושה מדענים (פרידריך בסל, אוטו וילהלם פון שטרובה, ו-תומס הנדרסון (אנ')) הוכיחו באופן עצמאי את תנועת כדור הארץ במסלולו.ב-1851 ניסוי המטוטלת של פוקו הביא הוכחה לתנועת כדור הארץ סביב צירו.
קופרניקוס סיכם את התיאוריה שלו בשבע נקודות. הסיכום נמצא ופורסם רק ב-1878:
למסלולים של גופים אסטרונומיים אין מרכז אחד ששייך לכולם.
מרכז הארץ אינו מרכז היקום, אלא רק המרכז של מסת הארץ ושל מסלול הירח.
כל כוכבי הלכת מסתובבים במסלול סביב השמש, ולכן השמש היא מרכז היקום (קופרניקוס לא היה בטוח האם השמש נעה או לא, כשהוא טוען כי מרכז היקום הוא "בשמש, או לידה").
המרחק בין הארץ לשמש, ביחס למרחק בין הארץ לכוכבים הקבועים, הוא קטן מאד.
התנועה היומית של השמש היא למראית עין בלבד, והיא נראית כנעה בגלל הסיבוב של כדור הארץ סביב צירו.
הארץ סובבת סביב השמש, כמו שאר כוכבי הלכת, כך שכל התנועות-לכאורה של השמש במהלך השנה הן למעשה תנועה של הארץ.
התנועה לאחור לכאורה של כוכבי הלכת היא טעות אופטית, שנובעת מתנועת כדור הארץ ביחס לתנועת כוכבי הלכת, כפי שהיא נתפסת מנקודת מבטו של הצופה.
חיבורו של קופרניקוס "על הקפות כיפות השמיים", אשר הוקדש לאפיפיור פאולוס השלישי, מחולק לשישה חלקים:
החלק הראשון כולל הצגה כללית של המודל ההליוצנטרי, וסיכום רעיונותיו על העולם.
החלק השני הוא תאורטי בעיקר, ומדבר על עקרונות האסטרונומיה, וכן כלולה בה רשימת כוכבים (כבסיס לטענותיו המובאות בהמשכו של חלק זה).
החלק השלישי עוסק בעיקר בתנועותיה לכאורה של השמש, ולתופעות הקשורות בה.
החלק הרביעי כולל תיאור דומה של הירח, של תנועותיו ושל מסלולו.
החלקים החמישי והשישי כוללים תיאור של המודל החדש.
ארתור קסטלר בספרו על ההיסטוריה של הקוסמולוגיה בעולם המערבי טען כי הספר של קופרניקוס לא נקרא מעולם (על אף שהופץ ב-5 מהדורות). טענה זו הופרכה על ידי אוון גינגריץ' (אנ') בספרו "הספר שאף אחד לא קרא", לאחר סקירה שארכה 35 שנה. גינגריץ' בחן את כל הספרים ששרדו משתי המהדורות הראשונות, 276 ספרים מהמהדורה הראשונה ו-325 ספרים מהמהדורה שנייה והראה כי כל המתמטיקאים והאסטרונומים המובילים של התקופה קראו ורשמו הערות שוליים על עותקיהם, על אף שהתעלמו מהפרקים המתעסקים בקוסמלוגיה בחלק הראשון. על עבודתו זו גינגריץ' קיבל אות הוקרה מממשלת פולין.