지구는 자전하고 있지만, 우리는 그것을 느낄 수 없습니다. 그래서 옛날 사람들은 지구가 자전하는 것이 아니라 하늘(천구)이 회전을 한다고 생각했습니다. 태양을 비롯한 별들이 지구를 중심으로 돈다는 천동설(天動說)은 우리가 직접 우주 밖으로 나가서 관측을 할 수 없었기에 과거에는 거의 사실처럼 여겨졌습니다. 하지만, 사실은 지구가 자전을 하고 있기 때문에 상대적으로 정지해 있는 우주가 움직이는 것처럼 보였던 것이었습니다.

2세기 무렵 프톨레마이오스는 하늘에서 움직이는 별들과 태양의 움직임을 관찰하고는 천체의 모든 별과 태양이 지구를 중심으로 공전을 한다고 생각하였습니다. 이를 지구 중심설 또는 천동설이라고 합니다. 그런데 천동설을 통해 별들의 움직임을 바라볼 때 몇 가지 문제점이 발생하게 되었는데 별의 ‘연주 시차’와 금성의 모양 변화가 그것이었습니다. 별의 연주 시차란 지구가 태양을 중심으로 공전 운동을 하기 때문에 별을 바라보았을 때 별의 위치가 상대적으로 바뀌어 보이는 현상을 말하는 것으로, 지구가 천동설에서 얘기하는 것처럼 가만히 있다면 연주 시차가 나타날 리가 없기 때문에 천동설로는 연주 시차를 설명할 수가 없었습니다. 또한 금성을 관측하면 달처럼 다양한 모양의 변화가 나타나는데 천동설에 의하면 금성은 초승달 또는 그믐달 모양으로만 보여야 했기 때문에 금성의 위상 변화 역시 천동설로는 설명할 수가 없었습니다.

16세기에 이르러 코페르니쿠스는 지구도 움직일 수 있다는 가정 아래 별의 움직임을 관찰하였고 이러한 가정이 별의 움직임을 더 잘 설명한다는 것을 알아내었습니다. 그리하여 코페르니쿠스는 지구 중심설이 아닌 태양 중심설, 즉 지구를 포함한 행성들은 태양을 중심으로 공전한다는 지동설(地動說)을 주장하게 되었습니다.

이러한 지동설은 갈릴레오 갈릴레이의 망원경을 이용한 정확한 관측을 통해 입증되었으며 이후 케플러와 뉴턴 같은 학자들이 천체 관측 자료를 바탕으로 별의 연주 시차, 금성의 모양 변화 등 천동설로는 설명할 수 없었던 현상들을 지동설로 설명해 내면서 지동설이 옳다는 것이 증명되었습니다.