Dinámica de las esferas celestes
Si bien Nicolás Copérnico (1473–1543) transformó la astronomía ptolemaica y la cosmología aristotélica al remover la Tierra del centro del universo, conservó tanto el modelo tradicional de las esferas celestes como las explicaciones aristotélicas medievales de las causas de su movimiento. Copérnico afirmaba, como Aristóteles, que el movimiento circular era natural para la forma de una esfera; sin embargo, parece también haber aceptado la creencia filosófica tradicional de que las esferas se mueven por un motor externo.
Teoría heliocéntrica
No fue sino hasta el , durante el Renacimiento, cuando un modelo matemático completamente predictivo de un sistema heliocéntrico fue presentado por el matemático, astrónomo y clérigo católico polaco Nicolás Copérnico, con la publicación póstuma en 1543 del libro "De Revolutionibus Orbium Coelestium". Esto marcó el inicio de lo que se conoce en Historia de la ciencia como «revolución copernicana». En el siguiente siglo, Johannes Kepler extendió este modelo para incluir órbitas elípticas. Su trabajo se apoyó en observaciones hechas con un telescopio que fueron presentadas por Galileo Galilei.