N. Copernicus, Yer ve diğer gezegenlerin Güneş etrafında düzgün dairesel hareket yaptıklarını, gök cisimlerinin günlük görünür hareketlerinin Yer'in dönmesinden kaynaklandığını düşünmüştür. Dairesel hareketin gözlemleri tam sağlamaması nedeniyle Güneş'in tam merkezde olmadığı yargısına varmıştır.
Ünlü astronom Tycho Brahe doğru bir Güneş sistemi modeli için çok duyarlı gözlemlere ihtiyaç olduğunu vurgulamıştır. Kendi modeline göre, Ay ve Güneş, Yer’in etrafında, diğer gezegenler ise Güneş etrafında düzgün dairesel yörüngelerde dolanıyorlardı. T.Brache'nin öğrencisi J.Kepler, Brahe'nin gözlemlerini kullanarak Mars'ın yörüngesinin (odaklarından birinde Güneş olan) elips oldugunu bulmuştur. Sonradan tüm gezegenlerin böyle davrandığını hesaplamıştır. Kepler, halen yıldızların, Satürn yörüngesinin ötesinde dar bir bölgede olduklarına inanıyordu.
Kepler Yasaları
1) Tüm gezegenler, odaklarından birinde Güneş bulunan elips yörüngeler üzerinde hareket ederler. 2) Gezegeni Güneş'e birleştiren doğru parçası eşit zamanlarda eşit alanlar tarar. 3) Gezegenlerin dolanma sürelerinin (P) kareleri, elipsin yarı-büyük ekseninin küpü ile orantılıdır.1610 yılında teleskop keşfedilmiştir. Mekaniğin kurucularından Galile teleskobunu kullanarak, 1) Jüpiter'in 4 uydusunu keşfetti 2) Ay'ın haritasını yaparak yüzey şekillerini isimlendirdi 3) Venüs'ün evrelerini gözledi 4) Samanyolunun yıldızlardan oluştuğunu gördü 5) Satürn gezegenini kenarında çıkıntılar olduğunu gözledi (halka olduğunu farkedemedi) 6) Güneş lekelerinin gözlemlerinden, Güneş'in 26 günde bir dönme hareketi yaptığını buldu.
Kepler ve Galile'den sonra astronomiye en büyük katkı Newton (F=ma) tarafından olmuştur. Kepler, gezegenleri yörüngelerinde tutan kuvvetin Güneşten kaynaklanan manyetik güç olduğunu kabul etmişti. Newton, Kepler kanunlarını kullanarak, bu kuvvet gezegen-Güneş uzaklığının karesiyle ters orantılı olduğunu göstermiştir. Bu kuvvetin evrensel kütle çekim kuvvetiydi.
Bu dönemde modern teleskoplar geliştirilmiş ve Paris'de, Greenwich'de ve Berlin'de gözlemevleri kurulmuştur. Yer-Güneş ve Mars-Güneş uzaklıkları hesaplanmıştır. 1706 yılında ilk kez bir kuyruklu yıldızın yörüngesi hesaplanarak kuyruklu yıldızların atmosferik olmadıkları onun bir gökcismi olduğu bulunmuştur.
