1.古代文化观察天空
夜晚的天空自然是黑暗的，在古代没有光污染。因此，如果天气允许，您可以轻松看到很多星星。无需讲述太阳和月亮。
古代人有充分的理由研究夜空。在许多文化和文明中，星星（以及太阳和月亮）被认为具有宗教，传说，先兆或魔术意义（占星术），因此很多人都对它们感兴趣。不久之后，某个人（实际上在世界许多地方许多人独立地）上看到了一些有用的模式，这些模式对导航，定位，小时数，天数以及将天数与季节相关当然，恒星中的这些模式也与日月有关。
因此，可以肯定的是，所有古代文化都有从一开始就致力于石器时代的人们专门研究夜晚恒星的细节。他们还会感知到陨石（流星）和月食。有时是非常稀有的星状彗星。
然后是水星，金星，火星，木星和土星。他们很容易注意到它们与恒星不同，因为所有恒星似乎都固定在天球中，但是行星却没有。随着时间的流逝，他们很容易注意到自己在天空中四处游荡，特别是对金星来说，金星是天空中最明亮的“星星”，也是一个强大的流浪者。考虑到所有这些，古代人肯定会非常了解这五个行星。
关于水星，最初希腊人认为水星是两具尸体，一个仅在日出前几个小时才出现在早晨，而在日落后几个小时才出现。但是，很快他们发现实际上它只是一个身体，因为在给定的一天中可以看到一个或另一个（或者没有），而且看不见的身体的计算位置始终与看到的身体位置匹配。
2.地球似乎是圆的
现在，在石器时代之外，已经进入远古时代，航海家和商人走很远的距离，他们意识到太阳的升起和落点不仅会因季节变化而变化，而且会因位置而异。同样，从极星到视界线的距离也随位置而变化。这一事实谴责了如今被称为纬度的概念的存在，而希腊，埃及，美索不达米亚和中国等地的古代天文学家也意识到了这一点。
天文学家和依赖天文学的人们（例如航海家）会想知道为什么从极星到地平线的距离会变化，而一种可能是因为地球是圆的。同样，在给定的同一天和同一小时在世界上不同位置记录不同的太阳角度，也暗示地球是圆形的。月食期间月球上的阴影也暗示地球是圆形的。但是，这本身并不能证明地球是圆形的，因此大多数人会押注其他更简单的事情，或者根本不在乎这种现象。
古代大多数文化都认为世界是平坦的。但是，自古希腊以来就存在世界是圆的想法。与流行的现代误解相反，在中世纪，西方世界几乎没有受过教育的人认为世界是平坦的。
关于地球的大小，通过观察世界不同地方不同的太阳位置和阴影角度，古希腊的Erasthotenes可以正确计算出地球的大小以及地球与太阳之间的距离，最早可追溯到公元前三世纪但是，由于当时所有不同且不一致的单位度量都存在混淆，并且难以精确估计长距离的陆地和海洋，因此混淆和不精确性一直持续到近代。
古代文化还发现，月亮的发亮部分被太阳照亮。由于即使在午夜也很容易看到满月，因此这意味着地球不是无限的。当月亮正好与太阳在天空的另一侧时，月亮进入圆形阴影中这一事实也暗示着它是地球在月亮上的阴影。这也意味着地球比月亮大得多。
3.地理中心主义
因此，人们观察到了太阳，月亮，水星，金星，火星，木星，土星和固定的恒星，它们都围绕着天空旋转。他们自然认为地球将是宇宙的中心，所有这些物体都围绕地球旋转。这以哲人克劳迪乌斯托勒梅（Claudius Ptolemaeus）关于地理中心主义的工作达到高潮。
现在我们已经知道，原子序地心模型根本上是错误的，它可以用于计算行星，太阳，月亮和恒星天体的位置，当时的精度有些可接受。它包括观测行星的速度变化，逆行运动以及将水星和金星与太阳耦合，因此它们永远不会离太阳很远。此外，根据这些物体在天空中运动的速度，宇宙应该类似于：
- 以地球为中心。
- 月球绕地球旋转。
- 水星绕地球旋转的距离比月球还要远。
- 金星比水星更绕地球旋转。
- 太阳绕地球旋转的距离比金星更远。
- 火星绕地球旋转的距离比太阳远。
- 木星比火星更绕地球旋转。
- 土星比地球更绕地球旋转。
- 恒星的天球围绕地球旋转，是最外层的球。
实际上，档案室模型是一个非常复杂的模型，比哥白尼，开普勒和牛顿模型要复杂得多。特别是，可以将其与基于严重缺陷概念的软件进行比较，但由于存在许多复杂，纠结且无法解释的黑客和恶意软件，这些软件仍在运行，这些软件仅仅是为了使事物正常工作。
4.美洲的发现
在1200年代的最后几年，马可·波罗（Marco Polo）是第一个前往中国来回旅行的欧洲人，留下了详细的经历纪事。因此，他可以为欧洲人带来很多有关中亚，东亚，印度，中国，蒙古甚至日本的知识。在马可波罗之前，欧洲人对那里的存在所知甚少。这极大地鼓舞了欧洲制图师，哲学家，政治家和航海家。
葡萄牙和西班牙对伊比利亚半岛入侵的摩尔人发动了长达数百年的战争。摩尔人终于在1492年被驱逐出境。这两个州在经过多年的战争后一直在寻找有利可图的东西。自从葡萄牙首先结束战争的一部分以来，它就取得了先机，并首先探索了海洋。葡萄牙和西班牙都试图寻找一条通向印度和中国的航路，以贸易高利润的香料和丝绸。由于西亚和北非的土地以对基督教欧洲人不友好的穆斯林文化为主，这一事实再也无法有效地进行土地交易了，这种情况在君士坦丁堡于1453年沦陷后变得更加糟糕。
葡萄牙殖民了非洲的大西洋边界，并于1488年与Bartolomeu Dias一起到达了好望角。
一位名叫克里斯托福罗·科伦坡（Cristoforo Colombo）的热那亚航海家认为，如果他从欧洲向西航行，他最终可以从东面到达印度群岛。受马可·波罗（Marco Polo）的启发，他低估了地球的大小，他估计加那利群岛与日本之间的距离为3700公里（实际上是12500公里）。大多数导航员不会冒险进行此类航行，因为他们（正确地）坚信地球比那个更大。
科伦坡试图征服葡萄牙国王以资助他的旅程，但在1485年将提议提交给专家后，国王拒绝了该提议，因为估计的行进距离太短了。然而，西班牙终于在1492年驱逐了摩尔人之后，被他说服。科伦坡的想法是牵强的，但是，在与穆斯林进行了数百年的战争之后，如果这种想法行得通，那么西班牙可以迅速获利。因此，西班牙国王批准了这个想法。在驱逐高沼地后仅几个月，西班牙就派科伦坡向西航行至大西洋，然后到达中美洲的伊斯帕尼奥拉岛。回来后，有关在大西洋彼岸发现土地的消息迅速传播开来。
葡萄牙和西班牙随后在1494年通过了《 Tordesillas条约》将世界分割了。1497年，Amerigo Vespucci到达了美国大陆。
葡萄牙将不会落伍，他们设法在非洲各地航行，并于1498年与Vasco da Gama一起到达印度群岛。然后，他们派出佩德罗·阿尔瓦雷斯·卡布拉尔（PedroÁlvaresCabral），他于1500年到达巴西，然后穿越大西洋返回印度。
此后，葡萄牙和西班牙迅速开始探索美洲并最终将其殖民。法国，英国和荷兰也过了一段时间才来到美洲。
5.地球是圆的
之后，西班牙人发现并定居美洲（而科伦坡的计划实际上没有奏效）。是否有可能从东面环球航行到印度群岛的问题仍然悬而未决，西班牙人仍然对此感兴趣。他们最终于1513年在陆地上穿越了巴拿马石场后发现了太平洋。
急于寻找世界各地的海上航线，西班牙王室资助的leadered征战葡萄牙费尔南德Magalhães的（或麦哲伦作为他的名字被翻译成英语），试图圈的热潮。麦哲伦（Magellan）是一位经验丰富的航海家，曾到达过如今的马来西亚穿越印度洋。他们于1519年9月20日从西班牙出发。那段漫长而漫长的旅程使大多数船员丧生。麦哲伦本人并没有幸存下来，他于1521年在菲律宾的一场战斗中丧生。至少，他活着足以意识到他们实际上是通过绕地球西行而到达东亚的，这也证明了地球是圆的。
旅程最终由麦哲伦的一名乘员JuanSebatiánElcano领导完成。1522年9月6日，他们在旅行了将近81449公里之后，经过印度和大西洋回到西班牙。
6.日心说
古代有一些日心说或混合地心说。尤其是在公元前5世纪希腊哲学家Philolaus的著作中。由Martianus Capella于410至420年左右创作。由Samos的Aristarchus于公元前370年左右创作。这些模型试图将恒星的运动解释为地球的自转以及行星的位置，特别是将水星和金星解释为围绕太阳的平移。但是，这些早期模型过于不精确且存在缺陷，无法正常工作，而托勒密模型仍然是能够更好地预测天体位置的模型。
地球自转的思想比日心论要革命的要少得多，但是在中世纪，人们或多或少地勉强接受了它。发生这种情况的原因是，如果恒星绕地球旋转，它们将需要以惊人的速度旋转，将其与太阳，月亮和行星一起拖曳，因此，如果地球本身旋转会更容易。人们对此想法感到不舒服，但是他们仍然接受它，并且在地球球形性已经成为公认的概念之后，这变得更容易被接受。
在1500年代的头几年，葡萄牙人和西班牙人环球航行时，一位波兰人，非常熟练的数学家和天文学家称为Nikolaus Kopernikus花了几年时间思考天体的力学。经过数年的计算和观察，他创建了围绕太阳的行星的圆形轨道模型，并认为他的模型比中弧地心模型简单得多，并且至少精确。他的模型还具有旋转的地球和固定的恒星。此外，他的模型暗示太阳比地球大得多，当时由于计算和测量，太阳已经比地球大得多，并且还暗示木星和土星比地球大几倍，所以地球肯定会是行星就像其他五个当时已知的行星一样。这可以看作是今天称为太阳系的模型的诞生。
由于害怕遭受迫害和严厉的批评，他避免出版自己的许多作品，只将手稿发给与他最熟的熟人，但是他的作品最终泄露了出去，因此他被确信无论如何都可以全部出版。传奇人物说，他于1543年去世的那一天被介绍到他最终完全发表的作品中，因此他可以安然死去。
1500年代中期，哥白尼日心说的支持者和反对者之间进行了激烈的辩论。反对派的一个论点是无法观察到恒星视差，这意味着要么日心说模型是错误的，要么恒星非常遥远，其中许多恒星甚至比太阳还要大，这似乎是一个疯狂的想法当时。
第谷·布拉奇（Tycho Brache）不接受日心说，但在1500年代的最近几年中尝试用混合地球-日心说模型来保存地心说，该模型具有五个绕太阳公转的天体行星，而太阳和月球围绕地球公转的模型。但是，他还发表了一种理论，可以更好地预测月球的位置。同样，到这个时候，对一些超新星的观察表明，恒星的天球并不是完全不变的。
1600年，天文学家威廉·吉尔伯特（William Gilbert）通过研究磁铁和罗盘，为地球旋转提供了强有力的论据，他可以证明地球是磁性的，这可以用其核心中存在大量铁来解释。
7.用望远镜
我上面写的所有内容都是在没有望远镜的情况下发生的，只有通过肉眼观察和在全球范围内进行测量。现在，即使添加一些小型望远镜，情况也会迅速改变。
最早的望远镜是1608年发明的。1609年，天文学家Galieu Galilei听说了这一点，并建造了自己的望远镜。1610年1月，伽利略·伽利莱（Galieu Galilei）使用小型望远镜观察了四个以不同距离环绕木星的小天体，弄清楚它们是木星的“月球”，他还可以预测并计算其在木星轨道上的位置。几个月后，他还观察到金星具有从地球上看到的相位。他还观察了土星的环，但他的望远镜不足以将其分解为环，他坚信它们是两颗卫星。这些观察结果与地心模型不兼容。
伽利略的一位当代人约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler）研究哥白尼的日心模型并进行了大量计算，以解释不同的轨道速度，从而创建了一个日心模型，在该模型中，行星绕椭圆轨道绕太阳公转，而椭圆的焦点之一是太阳。他的作品发表于1609年和1619年。他还暗示，潮汐是由月球运动引起的，尽管伽利略对此持怀疑态度。他的法律预测水星在1631年发生过境，金星在1639年发生过境，实际上已经观察到过境。但是，由于计算的不精确性以及在欧洲大部分地区不可见的事实，因此无法看到1631年金星的预期过境。
1650年，第一颗双星被观测到。到了1600年代，土星环被罗伯特·胡克（Robert Hooke）使用更好的望远镜解决了，罗伯特·胡克（Robert Hooke）也在1664年观察到了双星，并开发了显微镜来观察细胞结构。从它们开始，发现许多恒星是双星。1655年，发现土卫六（Titan）绕土星运行，这使日心说模型更加可信。在1671年至1684年之间，又发现了四颗土星卫星。
8.引力
在1600年代中期，人们普遍接受日心说，但人们对此并不满意。为什么行星最终绕太阳公转？为什么月亮绕地球旋转？为什么木星和土星有卫星？尽管开普勒人的技师可以预测他们的运动，但仍不清楚是什么原因促使他们采取这种行动。
1687年，艾萨克·牛顿（Isaac Newton）提供了万有引力理论（根据罗伯特·胡克（Robert Hooke）的先前著作），他是有史以来最杰出的物理学和数学家（尽管他也是反对者的顽固迫害者）。引力理论和平方反比定律的思想已经在1670年代提出，但是他可以发表一个非常简单明了的引力理论，在物理学和数学上有很好的基础，它以极好的方式解释了天体的运动。精度，包括彗星。它还解释了为什么行星，月亮和太阳是球形的，解释了潮汐，也解释了为什么东西掉到了地面。这使日心说无疑被广泛接受。
同样，牛顿万有引力定律预测地球自转将使其不完全是球形，而是略呈椭圆形，比例为1：230。这与1673年使用摆进行的测量相吻合。
9.到底什么是恒星和太阳系？
在1700年代初期，埃德蒙·哈雷（Edmund Halley）已经了解了牛顿定律（他是牛顿的当代人），他认为通过地球附近的彗星最终会返回，因此他发现每76年就有一次特殊的目击事件，因此他可以请注意，现实中的那些彗星都是同一颗彗星，被称为他。
日心模型唯一剩下的问题是缺乏对恒星视差的观察。而且没有人确切知道星星是什么。但是，如果它们实际上是非常遥远的物体，则它们中的大多数将比太阳大得多。在1700年代上半叶，詹姆斯·布拉德利（James Bradley）尝试观察视差时，发现了诸如光像差和地球的章动现象，这些现象也提供了一种计算光速的方法。但是在1700年代，观察视差仍然是一个挑战。
1781年，发现天王星绕土星绕太阳公转。尽管在最黑暗的天空中肉眼几乎看不到它，但它是如此昏暗，以至于直到那时都没有被天文学家观察到，于是用望远镜发现了它。在1800年代初也发现了第一批小行星。由于预测的牛顿运动和开普勒运动，对天王星轨道的扰动的研究最终导致在1846年发现海王星。
1838年，天文学家弗里德里希·威廉·贝塞尔（Friedrich Wilhelm Bessel）尽可能精确地测量了50000多颗恒星的位置，终于可以成功地测量61 Cygni恒星的视差，这证明了恒星实际上是非常遥远的天体，并且许多恒星实际上它们比太阳还大。这也表明太阳是一颗恒星。Vega和半人马座Alpha也于1838年成功地测量了视差。此外，这些测量值允许估算这些恒星与太阳系之间的距离约为数万亿公里或数光年。