thumb|250px|right|Sistem solar heliocentric În astronomie, heliocentrismul este teoria că Soarele este centrul sistemului solar. Cuvântul provine din limba greacă (ήλιος Helios = soare și κέντρον kentron = centru). În istorie, heliocentrismul s-a opus geocentrismului, teorie ce punea Pământul în centrul Universului. Distincția între Sistemul Solar și Univers nu a devenit clară decât în perioada modernă, dar este importantă în ce privește controversa între cosmologie și religie. Grecul Aristarh din Samos, în secolul al III-lea î.e.n., a fost primul care a sugerat că Pământul se rotește în jurul Soarelui care stă fix. Abia 1800 de ani mai târziu însă, în secolul al XVI-lea, preotul, matematicianul și astronomul Nicolaus Copernic a prezentat un model matematic complet al unui sistem heliocentric, mai târziu extins și perfecționat de Johannes Kepler.
Dezvoltarea heliocentrismului Pentru oricine privește cerul, pare clar că Pământul stă pe loc și toate celelalte se rotesc în jurul acestuia o dată pe zi. Observând mișcările corpurilor cerești o perioadă de timp mai îndelungată, acestea apar în toată complexitatea lor. Mișcarea soarelui este mai lentă într-o anume perioadă a anului; planetele au mișcări similare, dar uneori pare că ele se întorc din drum și se mișcă în sens opus o vreme. Pe măsură ce aceste mișcări au fost mai bine înțelese, a fost nevoie de descrieri din ce în ce mai elaborate ale acestora, dintre care cea mai cunoscută o reprezintă sistemul ptolemeic, formulat în secolul al II-lea, și care, deși astăzi este considerat incorect, calculează pozițiile corecte ale planetelor cu un grad moderat de precizie, deși cerința lui Ptolemeu ca toate epiciclurile să nu fie excentrice cauzează probleme inutile pentru mișcările lui Marte și, mai ales, ale lui Mercur. Ptolemeu însuși, în lucrarea sa Almagest arată că orice model pentru descrierea mișcării planetelor este doar o unealtă matematică, și că, de vreme ce nu există o modalitate de a ști care este modelul adevărat, ar trebui folosit cel mai simplu model care calculează numerele corecte.
Discuții filozofice Argumentele filozofice ale heliocentrismului implică afirmații generale că Soarele se află în centrul universului sau că unele planete, sau chiar toate, se rotesc în jurul Soarelui, cu argumente ce susțin aceste afirmații. Aceste idei pot fi găsite într-o serie de texte sanscrite, grecești, arăbești și latine. Puține dintre aceste surse, însă, au dezvoltat tehnici de calcul al unor consecințe observaționale ale ideilor heliocentrice pe care le propuneau.
India antică Conform teosofilor, primele semne ale unei idei contraintuitive că Pământul se mișcă și că Soarele este în centrul sistemului solar (de unde conceptul de heliocentrism) se găsesc în unele texte vedice scrise în India antică.Blavatsky (1877), Partea Întâi, Capitolul I. Yajnavalkya (secolele al IX-lea–al VIII-lea î.e.n.) credea că Soarele este centrul loka-urilor. În textul său astronomic Shatapatha Brahmana, el afirmă:
Unii interpretează aceasta prin afirmația că Soarele este staționar și deci Pământul se mișcă în jurul lui, dar alții afirmă că termenii nu au un înțeles atât de clar.Haug (1863). Aceasta va fi elaborată într-un comentariu ulterior, Vishnu Purana (2.8) (c. secolul I î.e.n.).
Yajnavalkya recunoaștea că Soarele este mult mai mare decât Pământul, ceea ce a influențat această primă concepție heliocentrică. Despre el se spune și că a măsurat cu precizie distanțele relative de la Soare și Lună la Pământ ca fiind de 108 ori diametrele lor, aproape de rezultatele moderne de pentru Soare și pentru Lună. El a descris un calendar solar precis în Shatapatha Brahmana.Joseph (2000). Aitareya Brahmana (2.7) (secolele al IX-lea–al VIII-lea î.e.n.) afirmă și că:
Grecia antică În secolul al IV-lea î.e.n., Aristotel a scris că:
thumb|right|Calculele lui Aristarh din secolul al III-lea î.e.n. privind dimensiunile relative ale Pământului, Soarelui și Lunii, dintr-o copie grecească din secolul al X-lea e.n.
Motivele pentru această plasare erau filosofice, bazate pe elementele clasice, și nu științifică; focul era mai prețios decât pământul în opinia pitagoreenilor, și din acest motiv, focul trebuie să ocupe un loc central. Totuși, focul din centru nu este Soarele. Pitagoreenii credeau că Soarele se rotește în jurul focului central împreună cu toate celelalte. Aristotel nu a primit acest argument și a susținut geocentrismul. Heraclides Ponticus (secolul al IV-lea î.e.n.) explica mișcarea diurnă aparentă a sferei celeste ca fiind rotația Pământului.
Primul care a prezentat argumente pentru un sistem heliocentric a fost, însă, Aristarh din Samos (270 î.e.n.). Ca și Eratostene, Aristarh a calculat dimensiunea Pământului, și a măsurat dimensiunea și distanța la care se află Luna și Soarele, într-o lucrare care s-a păstrat. Din estimări, el a concluzionat că Soarele este de șase–șapte ori mai mare decât pământul, și deci, de sute de ori mai voluminos. Scrierile sale despre sistemul heliocentric s-au pierdut, dar unele informații se cunosc din descrieri și comentarii critice ale contemporanilor săi, cum ar fi Arhimede. Deși textul original s-a pierdut, o referire din cartea lui Arhimede Psammit descrie o altă lucrare a lui Aristarh în care el a avansat o ipoteză alternativă a modelului heliocentric. Arhimede scria:
Aristarh credea, astfel, că stelele sunt foarte departe, și vedea aceasta ca fiind motivul pentru care nu există o paralaxă vizibilă, adică o mișcare observată a stelelor una față de alta în timpul mișcării Pământului în jurul Soarelui. Stelele sunt de fapt mult mai departe decât distanța presupusă în antichitate, motiv pentru care paralaxa stelară este detectabilă doar cu telescopul.
Arhimede spunea că Aristarh a făcut distanța până la stele mai mare, sugerând că el răspundea obiecției naturale că heliocentrismul necesită oscilații paralactice stelare. Aparent, el era de acord cu aceasta, dar punea stelele atât de depărtate încât să facă mișcările paralactice nedetectabile. Astfel, heliocentrismul a deschis calea conștientizării faptului că universul era mai mare decât considerau geocentriștii.
Plutarh menționează în trecere „adepții lui Aristarh”, deci este posibil ca și alți astronomi din perioada clasică să fi adoptat heliocentrismul. Totuși, singurul alt astronom din antichitate al cărui nume este cunoscut și despre care se știe că a susținut modelul heliocentric al lui Aristarh a fost Seleucus din Seleucia, un astronom mesopotamian care a trăit cu un secol după Aristarh.
În Cartagina romană, Martianus Capella (secolul al V-lea e.n.) și-a exprimat părerea că planetele Venus și Mercur nu se rotesc în jurul Pământului, ci în jurul Soarelui.William Stahl, trans., Martianus Capella and the Seven Liberal Arts, vol. 2, The Marriage of Philology and Mercury, 854, 857, (New York: Columbia Univ. Pr, 1977, pp. 332-3 Copernic l-a menționat pe acesta ca o influență asupra muncii sale.Bruce S. Eastwood, "Kepler as Historian of Science: Precursors of Copernican Heliocentrism according to De revolutionibus I, 10", Proceedings of the American Philosophical Society, 126 (1982): 367-394.
Orientul Mijlociu thumb|Qutb al-Din, în secolul al XIII-lea, a luat în considerare heliocentrismul
Astronomul elenist Seleucus din Seleucia (n. 190 î.e.n.)Seleucus of Seleucia (c. 190 BC-?) a adoptat sistemul heliocentric al lui Aristarh din Samos, și, conform lui Plutarh, l-ar fi și demonstrat. Demonstrația propusă de el ar putea să fi avut legătură cu observațiile fenomenului mareelor. Într-adevăr, Seleucus a teoretizat corect că mareele sunt cauzate de Lună, deși el credea că interacțiunea era mediată de atmosfera Pământului. El a notat că mareele variază în timp și intensitate în diverse locuri ale lumii.
În civilizația islamică medievală, datorită dominației științifice a sistemului ptolemeic la începutul astronomiei islamice, majoritatea astronomilor musulmani a acceptat modelul geocentric.„All Islamic astronomers from Thabit ibn Qurra in the ninth century to Ibn al-Shatir in the fourteenth, and all natural philosophers from al-Kindi to Averroes and later, are known to have accepted ... the Greek picture of the world as consisting of two spheres of which one, the celestial sphere ... concentrically envelops the other." A. I. Sabra, "Configuring the Universe: Aporetic, Problem Solving, and Kinematic Modeling as Themes of Arabic Astronomy," Perspectives on Science 6.3 (1998): 288-330, la pp. 317-318 Totuși, mai mulți învățați musulmani ai vremii și-au pus problema dacă Pământul se mișcă și au încercat să explice cum ar fi posibil acest lucru.
Alhacen (Ibn al-Haytham) a scris o critică dură a modelului lui Ptolemeu în Îndoieli asupra lui Ptolemeu (circa 1028), interpretată de unii ca o critică a geocentrismului ptolemeic,Qadir (1989), p. 5-10. deși alții admit doar că această critică privea unele detalii ale modelului lui Ptolemeu, și nu teoria geocentrică.Nicolaus Copernicus, Stanford Encyclopedia of Philosophy (2004). Alhacen a propus însă, mai târziu, rotația Pământului în jurul axei în Modelul mișcărilor (c. 1038).Roshdi Rashed (2007). "The Celestial Kinematics of Ibn al-Haytham", Arabic Sciences and Philosophy 17, p. 7-55. Cambridge University Press. În 1030, al-Biruni a discutat teoriile astronomice indiene ale lui Aryabhata, Brahmagupta și Varahamihira în lucrarea sa Indica. Al-Biruni era de acord cu rotația Pământului în jurul propriei axe, și, deși era inițial neutru în raport cu modelele geocentric și heliocentric,Michael E. Marmura (1965). "An Introduction to Islamic Cosmological Doctrines. Conceptions of Nature and Methods Used for Its Study by the Ikhwan Al-Safa'an, Al-Biruni, and Ibn Sina de Seyyed Hossein Nasr", Speculum 40 (4), p. 744-746. a notat că heliocentrismul este o problemă filozofică, și nu una matematică.Saliba (1999). Abu Said al-Sijzi, un contemporan al lui al-Biruni, a sugerat posibila mișcare a Pământului în jurul Soarelui, teorie pe care Biruni nu a respins-o. Qutb al-Din (n. 1236), în lucrarea sa Limita realizărilor în ce privește cunoașterea cerurilor, a discutat dacă heliocentrismul este o posibilitate.A. Baker, L. Chapter (2002).
right|thumb|Nicolaus Cusanus, în secolul al XV-lea, s-a întrebat dacă există motive pentru a presupune că Pământul se rotește în jurul Soarelui
Europa medievală
Ideile heliocentrice erau cunoscute în Europa dinaintea lui Copernic. Exploratori și negustori europeni întorși din călătorii efectuate în Asia (cum ar fi negustorii veniți pe Drumul mătăsii) au introdus în Occident tradițiile heliocentrice indiene. Învățații erau conștienți și de argumentele lui Aristarh și Philolaus, precum și de alți gânditori care propuseseră unele vederi heliocentrice sau cvasi-heliocentrice, cum ar fi Hicetas, Heraclides Ponticus și Martianus Capella.
Spre sfârșitul Evului Mediu, episcopul Nicole Oresme a discutat posibilitatea ca Pământul să se rotească în jurul propriei axe, iar Cardinalul Nicolaus Cusanus în lucrarea sa De Docta Ignorantia s-a întrebat dacă există vreun motiv pentru a presupune că Soarele sau orice alt punct este centrul universului. În paralel cu o definiție mistică a lui Dumnezeu, Cusa a scris că „Astfel, constituția lumii (machina mundi) își va quasi avea centrul oriunde și circumferința nicăieri."Nicolaus Cusanus, De docta ignorantia, 2.12, p. 103, citat în Koyré (1957), p. 17.
Astronomia matematică