Гелиоцентрическая система мира
Гелиоцентризм позволил решить основные проблемы, стоявшие перед древнегреческой астрономией, поскольку господствовавшие в начале III века до н. э. геоцентрические взгляды явно были в кризисном состоянии. Наиболее распространённый в то время вариант геоцентризма, теория гомоцентрических сфер Евдокса, Каллиппа и Аристотеля, оказывалась не в состоянии объяснить изменение видимого блеска планет и видимого размера Луны, что греки правильно связывали с изменением расстояния до этих небесных тел. Гелиоцентрическая система непринуждённо объясняла попятные движения планет. Она позволяла также установить порядок следования светил. Греки постулировали зависимость между близостью небесного тела к «сфере неподвижных звёзд» и сидерическим периодом его движения: так, самым далёким от нас считался наиболее медленно движущийся Сатурн, далее (в порядке приближении к Земле) шли Юпитер и Марс; Луна оказывалась наиболее близким к Земле небесным телом. Трудности этой схемы были связаны с Солнцем, Меркурием и Венерой, поскольку все эти тела имели одинаковые сидерические периоды (в том смысле, который употреблялся в античной астрономии), равные одному году. Эта трудность легко решалась в гелиоцентрической системе, где один год оказывался равным периоду движения Земли; при этом периоды движения (теперь — обращения вокруг Солнца) Меркурия и Венеры шли в том же порядке, что и их расстояния до нового центра мира, которое можно было установить описанным выше способом.
Исследование Марса
В 1543 году польский астроном Николай Коперник в своей работе «Об обращении небесных сфер» () представил гелиоцентрическую модель Солнечной системы. В его подходе Земля вращалась вокруг Солнца по круговой орбите между круговыми орбитами Венеры и Марса. Его модель успешно объяснила причины, по которым Марс, Юпитер и Сатурн находились на противоположной стороне небесной сферы относительно Солнца в середине их попятного движения. Коперник смог расставить положение планет вокруг Солнца в правильном порядке, основываясь исключительно на периоде их орбиты вокруг Солнца. Его теория постепенно получила признание у европейских астрономов, в частности этому сильно способствовало опубликование в 1551 году «Прусских таблиц» немецкого астронома Эразма Рейнгольда, которые были рассчитаны с использованием модели Коперника.