Kopernikańska wizja Układu Słonecznego powstawała w czasach przedteleskopowych. Zakładała kołowe orbity sześciu znanych wówczas planet – Merkurego, Wenus, Ziemi, Marsa, Jowisza i Saturna, z centralnie umieszczonym Słońcem. Odkrycie praw ruchu planet przez Johannesa Keplera (1609) wprowadziło niezbędne korekty do modelu kopernikańskiego. Okręgi zastąpiono w nim elipsami, co znacznie zwiększyło dokładność obliczeń i predykcji położenia ciał niebieskich na nieboskłonie.

Przełomem w astronomii było zastosowanie teleskopu do obserwacji nieba przez Galileusza (1609), co otworzyło przed nauką o Wszechświecie zupełnie nowe horyzonty. Obserwacje włoskiego astronoma potwierdzały heliocentryzm (min. fazy Wenus, system satelitów Jowisza), a także wskazywały na liczne mało znane lub zupełnie nowe fakty (min. góry na Księżycu, plamy na Słońcu). Za swoje odkrycia i ich rozpowszechnianie Galileusz zapłacił procesem inkwizycyjnym, który zmusił go do publicznego wyrzeczenia się kopernikanizmu i dożywotnio zamknął w areszcie domowym. W tym czasie dzieło „De revolutionibus” było już na Indeksie Ksiąg Zakazanych.

Nowe otwarcie w mechanice nieba zawdzięczamy genialnemu Izaakowi Newtonowi, który w swoim fundamentalnym dziele Philosophiae naturalis principia mathematica (Matematyczne zasady filozofii naturalnej, 1687) zawarł prawo powszechnego ciążenia, które wespół z prawami ruchu planet Keplera na kolejne stulecia zdefiniowały metody rachunkowe wykorzystywane w obliczeniach astronomicznych. Dopiero ogólna teoria względności Alberta Einsteina (1915) zawarła w sobie newtonowską mechanikę klasyczną, dając całościowy opis Wszechświata uwzględniający wielkie prędkości, przyspieszenia, masy i związane z nimi efekty relatywistyczne.