Só no Renascimento os seguidores da Igreja Católica expressaram o desejo de obter novos conhecimentos, inclusive em contatos com integrantes de outras religiões, e, com isso, as realizações dos astrônomos árabes não passaram despercebidas nos locais em que predominava o cristianismo. Muitos estudiosos estavam ao menos inquietos com a possibilidade de obter novas traduções das obras gregas, de cuja existência sabiam. Com o incremento do intercâmbio com novos mundos, o interesse europeu pelos problemas reais da astronomia foi renovado. Em um primeiro momento, parte substancial desse interesse esteve centrado no estudo das autoridades do velho mundo, de forma que o pensamento e os
problemas gregos se converteram novamente no ponto de partida para as discussões entre os eruditos (SIMAAN; FONTAINE, 2003).
Nicolau Copérnico (1473-1543) propôs-se a incrementar a singeleza e precisão da teoria astronômica vigente, transferindo muitas das atribuições que até então se dava à Terra para o Sol. Essa revolução não se limitou a uma reforma astronômica, pois, com a publicação da obra de Copérnico produziram-se em seguida uma série de mudanças radicais na forma de compreender a natureza por parte do homem, inovações que culminaram um século mais tarde com o conceito newtoniano do universo. A revolução copernicana foi uma revolução no campo das ideias, uma transformação do conceito que o homem tinha do universo até aquele momento e de sua própria relação com o mesmo, e teve lugar nas investigações astronômicas.
De acordo com Ronan (1987), até meados do século XV, os europeus não produziram uma tradição astronômica capaz de rivalizar com a obra de Ptolomeu. Como Copérnico seguiu estudos superiores no final do século XV, tornou-se herdeiro das ideias de Ptolomeu e Aristóteles. Embora a ciência tenha desempenhado um importante papel no final da Idade Média, as forças intelectuais dominantes ainda eram teológicas. No entanto, as críticas escolásticas à obra de Aristóteles ofereceram alternativas que desempenharam uma função de máxima importância na preparação do caminho de Copérnico. Para os europeus contemporâneos a Copérnico, a Astronomia planetária era um campo quase novo, que foi elaborado num clima intelectual e social muito diferente daquele em que, até então tinham-se emoldurado os estudos astronômicos.
A observação contínua e sistemática dos astros exigida pela expansão da navegação, que por sua vez era impulsionada por uma crescente corrente comercial, e as conseqüentes mudanças sociais provocadas foram minando aquela visão mística, estática e antropocêntrica do Universo. De particular importância foi a travessia de Cristóvão Colombo (1451-1506), em 1492, e a posterior descoberta do mundo com as viagens de exploração empreendidas principalmente pelos espanhóis. Cinqüenta anos depois da descoberta da América, no meio de um mundo que descobria a si mesmo e multiplicava suas relações, publicou-se a grande obra de Nicolau Copérnico, De Revolutionibus Orbium Coelestium.
Copérnico morreu sem ver o livro publicado, pois atrasou sua publicação, preocupado pela reação que sabia que provocaria nas instituições religiosas. Ainda antes da divulgação do livro, Martinho Lutero (1483-1546), conhecedor das ideias de Copérnico, já o qualificava de louco e herege por pôr em dúvida a infalibilidade da Bíblia. Efetivamente, Copérnico deslocou a Terra, e, consequentemente, o ser humano, do centro do Universo, propondo que a
Terra, longe de estar fixa na posição central, girava vertiginosamente ao redor de si mesma e do Sol (SIMAAN; FONTAINE, 2003).
As razões apresentadas por Copérnico para adotar o Sol como centro de seu sistema não foram baseadas em descobertas ou observações astronômicas que mostrassem indubitavelmente a incorreção das antigas teorias e que indicassem a necessidade de mudanças. Embora tenha apresentado premissas de ordem física, a principal razão para se contrapor à hipótese geocêntrica era metafísica (SILVEIRA, 2002).
Essa inspiração metafísica pode ser percebida no texto de Copérnico, quando se refere à ordem das esferas celestes:
No meio de todos encontra-se o Sol. Ora quem haveria de colocar neste templo, belo entre os mais belos, um tal luzeiro em qualquer outro lugar melhor do que aquele donde ele pode alumiar todas as coisas ao mesmo tempo? Na verdade, não sem razão, foi ele chamado o farol do mundo por uns e por outros a sua mente, chegando alguns a chamar-lhe seu Governador. [Hermes] Trimegisto apelidou-o de Deus visível e Sófocles em Electra, o vigia universal. Realmente o Sol está como que sentado num trono real, governando a sua família de astros, que giram à volta dele. (COPÉRNICO, 1984, p. 51-52).
A proposta de Copérnico, como era de se esperar, encontrou resistência em distintas áreas, tendo sido rechaçada por astrônomos, filósofos e religiosos. Em princípio a Igreja Católica mostrou-se indiferente ao livro de Copérnico, talvez devido ao cuidado demonstrado por Andreas Osiander (1498-1552), que no prefácio da obra a apresentou como uma forma de facilitar os cálculos astronômicos e não como uma proposta alternativa ao sistema de Ptolomeu. Só muitos anos depois, o livro de Copérnico foi colocado no Índex da Igreja Católica. Por outro lado, os protestantes, liderados por Lutero, atacaram imediata e violentamente a teoria de Copérnico.
A ruptura de paradigma concebida por Copérnico ainda manteve muito do que era proposto pelo sistema de Ptolomeu: o universo continuava a ter um centro, agora o Sol, os planetas ainda eram conduzidos em seus movimentos por esferas transparentes, os epiciclos foram mantidos para explicar algumas aparentes irregularidades nos movimentos dos planetas e, principalmente, a limitação do universo pela esfera das estrelas fixas. O sistema continuava muito complexo, a despeito de ser aparentemente mais simples que o anterior, e a precisão obtida não era maior do que a do sistema ptolomaico.