As Esferas Celestes

Teoria Geocêntrica:
A teoria de Claudius Ptolemaeus, mais conhecido como Ptolomeu, baseava-se num modelo universal completo em que a terra era o centro dos cosmos e estava circuncidada por oito esferas celestes, que seriam a Lua, o Sol, as estrelas, e outros planetas (neste caso, o Sol e a Lua também eram chamados de planetas), estes nas respectivas esferas giratórias de cristal imaginárias.
De acordo com o sistema ptolomaico, cada planeta se move num epiciclo (órbitas circulares secundárias em torno de pontos das órbitas principais, estas sendo círculos em torno da Terra), cujo centro se move ao redor da Terra, a qual é estacionária e está no centro do Universo. Desta forma, Ptolomeu explica que os corpos não se movem em órbitas circulares: em determinados pontos de suas órbitas eles parecem deter-se, inverter seu movimento, deter-se novamente, finalmente mover-se na direção primitiva. Esses fenômenos, denominados movimentos retrógrados, devem-se, na realidade, ao fato de a Terra e os planetas moverem-se com velocidades diferentes em órbitas aproximadamente concêntricas e circulares. Ptolomeu, porém, para procurar explicar esse fenômeno aparentemente tão estranho, elaborou um sistema bastante complicado, embora geometricamente plausível. Os planetas estariam fixados sobre esferas concêntricas de cristal, presididas pela esfera das estrelas. Todas essas esferas girariam com velocidades diferentes.
Mas restava ainda explicar os movimentos retrógrados e as "paradas" dos planetas. Ptolomeu foi então obrigado a fazer os planetas executarem movimentos em epiciclo: cada um deles girava descrevendo círculos (os epiciclos) sobre uma esfera menor, cujo centro estava situado sobre a esfera maior. Assim o céu encheu-se de várias rodas-gigantes.
Os planetas inferiores (Mercúrio e Vênus) caracterizam-se por oscilarem em torno do sol. Ptolomeu colocou o centro de seus epiciclos sobre uma linha entre a Terra e o Sol, com o centro dos epiciclos movendo-se ao redor da Terra, num círculo condutor.
No modelo geocêntrico, foi admitido que quanto mais longe do centro (a Terra) estivesse o astro, mais tempo levaria para completar uma volta em torno dele. A ordem de colocação estabelecida foi a seguinte: Terra, Lua, Mercúrio, Vênus, Sol, Marte, Júpiter, Saturno e a Esfera das Estrelas Fixas.
Os movimentos no céu não eram explicados facilmente quando se pensava no conceito de esferas concêntricas, aprimorado com a ideia dos epiciclos dos planetas. Apesar disso, uma série de movimentos observados nos planetas exigiu enorme criatividade para descrever de forma matematizável e rigorosa o movimento dos corpos celestes.
De acordo com Ptolomeu, que imaginou um sistema de movimento planetário, as estrelas que mantinham a mesma posição, ficavam na esfera que estava mais afastada, a Esfera das Estrelas Fixas. Desta forma, com relativa precisão poderiam ser previstas as posições dos astros, exceto a da lua, que acabou tendo a dedução de uma trajetória que em determinados períodos sua distância para a Terra ficava a metade da distância em relação a outros períodos. Sendo assim, seu tamanho aparente deveria ser o dobro.
O sistema ptolomaico se afastava da perfeição geométrica simples dos antigos gregos.
Apesar da falha com relação ao posicionamento orbital da lua, reconhecida por Ptolomeu, este modelo foi aceito pela igreja católica durante toda a idade média, e por 14 séculos, a tese geocêntrica onde o planeta terra é o centro do universo, foi aceita.

Sistema Geocêntrico

Sistema Retrógrado

Teoria Heliocêntrica:
A teoria de Nicolau Copérnico baseava-se num modelo em que o sol estava no centro do sistema solar, e a Terra e os demais planetas girariam em torno dele em órbitas circulares: o Heliocentrismo; contrariando assim, o geocentrismo. Esta teoria proporcionava uma explicação mais simples para o movimento dos planetas do que a de Ptolomeu, pois tinha uma economia de círculos necessários para descrever os movimentos astronômicos conhecidos, e a simplificação decorrente no tratamento matemático do movimento dos planetas, que facilitava a análise das posições relativas dos mesmos, permitindo que alguns fenômenos conhecidos da observação astronômica pudessem ser facilmente descritos.
Afirmava que a terra movia-se em torno do sol, e que esta era apenas mais um planeta que concluía uma órbita girando sobre seu próprio eixo, em torno de um sol fixo.
Copérnico, em seu modelo, chegou perto, mas não colocou o sol como centro do universo. Colocou-o como centro das esferas celestes.
O modelo de Copérnico não era melhor que o de Ptolomeu, ele reconhecia. O seu sistema convenceu poucos astrônomos. Porém, muitos aceitaram em partes e o melhoraram, como Galileu e Kepler.
Suas teorias foram essenciais para que Galileu e Newton, posteriormente, pudessem construir a estrutura da astronomia moderna e do nosso conhecimento sobre o Universo. Elas se complicaram quando ele tentou explicar desnecessariamente as irregularidades dos epiciclos ptolomaicos; e foi por isso que só se tornaram coerentes quando Kepler demonstrou a forma elíptica das órbitas, e Galileu comprovou com observações telescópicas.
O modelo de Copérnico é mais simples e próximo da realidade; ele é baseado no fato de que a Terra gira sobre si diariamente; que o centro da Terra não é o centro do Universo, mas simplesmente o centro dela e da órbita da Lua; que todos os corpos celestes giram ao redor do Sol, o qual é ou está próximo do centro do Universo; e que um corpo mais próximo do Sol viaja com velocidade orbital maior do que quando está distante.
A teoria heliocêntrica conseguiu dar explicações mais naturais e simples para os fenômenos observados, porém, Copérnico não conseguiu prever as posições dos planetas com suficiente precisão e, infelizmente, ele não alcançou uma prova categórica de que a Terra estava em movimento.
Através do modelo de Copérnico foi possível a primeira determinação de distância de um planeta ao Sol, em termos de distância Terra-Sol.

Sistema Heliocêntrico