哥白尼的理论起初之所以遭到很多人的反对，主要原因是当时的人们对物体的运动有一种错误的看法。开始，旧教反对哥白尼的理由并不只是因为地动思想与《圣经》相违背，更主要因为其和亚里士多德的力学原理格格不入。按亚里士多德的看法，运动需要一个持续的推动力，如果没有一个永恒的力起作用，偌大的地球怎么会如风驰电掣般地运动呢第一个起来推翻这种虚假观念的是意大利的一位卓越科学家伽利略。伽利略指出，单凭直觉的推理是靠不住的，而且常常会导致错误的结论。伽利略用实验的方法，考察了运动的实质，澄清了哥白尼的理论，扫清了它的力学上的障碍。
伽利略于公元1564年出生于意大利古城比萨的一个贵族家庭里。17岁的时候，他在比萨大学学医，但却以数学和物理见长，因善于辩论而闻名全校。公元1585年，他没有得到学位便离开了学校，他在家住了4年，专心研究古代希腊人的科学著作。他发明了测定合金成分的流体静力学天秤，公元1586年写出《论天秤》。这项发明引起了全国学术界的注意，人们称他是“当代的阿基米德”。公元1589年，他写了一篇论固体重心的论文，又获得了新的荣誉。母校比萨大学因此聘请他担任数学教授，这时的伽利略年仅25岁！以后，伽利略的生活经历了三个时期：在比萨大学任教3年；在帕多瓦大学任教18年；自公元1610年起至公元1642年去世为止，移居佛罗伦萨，任斯托康大公的首席哲学家和数学家。他在力学上的贡献主要是在前两个时期做出的，而天文学上的发现和对哥白尼学说的宣传及其发展，则是在第三时期。不过，公元1633年被宗教法庭定罪之后，早年的力学研究又成了他的主要工作。
有各种传说谈论伽利略发现力学定律所做过的实验，其中最著名的是他在比萨斜塔所做的落体实验。一天，伽利略带着两个铅球(一个重20磅，一个重1磅)走上比萨斜塔的塔顶，把这两个铅球在众目之下，同时放开，铅球立即下坠，不分先后并“肩”前进，一齐落到地面。这一实验结果使在周围观看的大学教授们目瞪口呆，因为这与亚里士多德的理论竟背道而驰。亚里士多德认为物体坠落的快慢与它的重量成正比，就是说，愈重的物体下落的速度就愈快。这个错误的结论竟持续了1 900年之久！伽利略把这个铁“案”纠正过来。
伽利略的这一力学发现，在天体运动问题上具有重大意义。人们终于明白了，原来需要外力的不是运动本身，而是运动的改变(运动的产生、停止、改变方向)。物体既然具有惯性，天体的运动自然就没有什么神秘可言了，行星系一旦能够运动，就无需什么力来维持，便可以运动不息。
第谷
哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷进行的。
第谷是丹麦的天文学家，近代天文学的奠基人。他1546年12月14日出生在斯坎尼亚省的一个贵族家庭，父亲是一个律师。1559年，第谷进入哥本哈根大学学习。1560年8月，他根据预报观察到一次日食，这使他对天文学产生了极大的兴趣。1562年，第谷转到德国莱比锡大学学习法律，但却利用全部的业余时间研究天文学。1563年，他写出了第一份天文观测资料，记载了木星、土星和太阳在同一直线上的情况。1566年，第谷开始到各国漫游，并在德国罗斯托克大学攻读天文学。从此他开始了毕生的天文研究工作，取得了重大的成就。1601年10月24日，第谷逝世于布拉格，终年57岁。
第谷的最重要发现是1572年11月11日观测了仙后座的新星爆发。通过前后16个月的详细观察和记载，他取得了惊人的成果，彻底动摇了亚里士多德的天体不变的学说，开辟了天文学发展的新领域。
1576年，在丹麦国王弗里德里赫二世的支持下，第谷在丹麦与瑞典间的赫芬岛建立了世界上最早的大型天文台，在这里设置了四个观象台、一个图书馆、一个实验室和一个印刷厂，配备了齐全的仪器，耗资黄金1吨多。从1576到1597年，第谷一直在这里工作，取得了一系列重要成果，创制了大量的先进天文仪器，进行了很多天文观测。第谷通过观察得出了彗星距地球比月亮远许多倍的结论，这一重要结论对于帮助人们正确认识天文现象，产生了很大影响。
1599年丹麦国王逝世。第谷移居布拉格，建立了新的天文台。1600年，第谷与开普勒相遇，并邀请他作为自己的助手，发现并提拔开普勒是第谷一生中最大的天文学贡献。1601年，第谷逝世，开普勒接替了他的工作，并继承了他的宫廷数学家的职务。第谷的大量极为精确的天文观测资料，为开普勒的工作创造了条件，他所编著但由开普勒完成，并于1627年出版的《鲁道夫天文表》成为了当时最精确的天文表。
牛顿
牛顿1642年12月25日(新历1643年1月4日)生于林肯郡，幼年时代就喜欢制作机械玩具。1661年进剑桥大学三一学院学数学，1665年获学士学位。1667年他进三一学院当研究生，次年获硕士学位。1669年牛顿受到数学教授巴罗博士的推荐，继承他的教授职位。1689年和1701年，牛顿两次以剑桥大学代表的身份被选入议会。1696年他被聘为造币厂的监督。1703年起担任英国皇家学会会长。1727年3月20日(新历3月31日)逝世于伦敦。
传说在1666年牛顿才24岁的时候，有一天，他看见一个苹果落地，引起他想到使物体落地的一种地心引力，并且使他考虑这样一种引力是不是可以远达月亮，使月亮维持在它轨道上运行。可是那时他所掌握的关于地球的大小的数据，不够使他校核他的想法。事实上天体互相摄引这个概念，在牛顿以前已经有人想到，特别是开普勒和英国物理学家胡克。开普勒甚至说过摄引力按距离的平方的倒数而减少。牛顿的主要贡献是确切地令人信服地证明地球的引力实在是按照这个定律而变化的。
直到1671年，法国天文学家皮卡尔在巴黎的北面，由精密的大地测量求得地球的直径，精密度远远超过以前的数值的时候，牛顿在他这个工作上已经等待了16年，最后才获得成功。牛顿用了这个新的数据，才能够将物体坠落地面和月亮向地“坠落”(即离开月亮轨道上某一点的切线向地而行的偏差度)正确地加以比较，他发现这两种效果的观测数值，在测量误差的范围内，恰好和到地心的距离的平方成反比例。
因此，牛顿才正式公布了他的万有引力定律：“万物彼此吸引，力量的大小与参加的物质的质量成正比例，并且与它们之间的距离的平方成反比例。”
牛顿的许多发现都收在他的不朽杰作《自然哲学的数学原理》一书中。该书于1687年问世。一个崭新的天文学分支——天体力学便由此而诞生了。牛顿对人类的贡献是巨大的，正如恩格斯所说：“牛顿由于发明了万有引力定律，而创立了科学的天文学；由于进行了光的分解，而创立了科学的光学；由于创立了二项式定理和无限理论而创，立了科学的数学；由于认识了力的本质，而创立了科学的力学。”为纪念牛顿的贡献，国际天文学联合会决定把662号小行星命名为牛顿小行星。
牛顿自刊布他的原理以后，不幸因行政工作占去了他的研究时间，他的天文学研究也就因此结束了。 天文学家系列之二：17～19世纪著名天文学家
哈雷
哈雷继弗拉姆斯蒂德为格林尼治的第二任御前天文学家。事实上哈雷早已参加这个天文台的工作，而且以他卓越的研究，引起人们对他的才能的钦佩。1676年，哈雷才20岁的时候，便航行到圣赫勒拿岛，在那里建立一座临时天文台，一年内便做成第一个南天星表，这个星表足以补充赫韦吕斯所完成的与弗拉姆斯蒂德所开始的两个北天星表。他的包含381颗恒星方位的星表刊布于他回国的那一年(1678)，这使他在22岁的青年时代便享有了盛名。1679年他去但泽，同赫韦吕斯一起工作。1680年去巴黎同卡西尼一起工作，他和卡西尼一道观测那年的大彗星，这引起他对彗星研究的兴趣。
当时，卡西尼与赫韦吕斯观测了1662年的彗星之后，指出彗星可能在类似行星的轨道（但是更椭长些)上运行，赫韦吕斯甚至提到彗星轨道可能是抛物线，牛顿首先证明彗星的轨迹最好表示为抛物线的轨道，太阳在这抛物线的焦点上。哈雷尽全力从事于彗星的轨道的计算。他于1705年所刊布的《彗星天文学》里，写下他计算过的24颗彗星的抛物线的轨道。在这24颗彗星里有一颗出现于1681至1682年的，引导他做出促进天文学发展的一个伟大的发现。
哈雷计算了1682年彗星的抛物线根数，注意到这些根数和他对于开普勒与隆戈蒙塔尼斯于1607年所观测的彗星，计算出的轨道线数很是相似。于是他再朝前搜索，找着阿皮延于1531年所观测过的彗星，他由这颗彗星也得到差不多相同的根数。这三颗彗星既然有相同的根数，而且出现时间相距同是75或76年，使哈雷想到这三颗彗星实为同一彗星，按周期复回到地球上可见的范围内，于是他大胆预言这颗彗星将于1758年再度回转来。这就是著名的“哈雷彗星”，也是哈雷一生最伟大的发现。除了发现“哈雷彗星”之外，哈雷还发现了天狼星、南河三和大角这三颗星的自行，以及月球长期加速现象。
威廉·赫歇耳
威廉·赫歇耳是18世纪最伟大的恒星天文学家。他出生于德国汉诺威，15岁参军并当了军乐队小提琴手，1757年离开军队偷渡到英国，从1771年起成为天文爱好者。他与妹妹卡罗琳一起动手磨制镜面，经过多次失败，于1774年安装了一架口径15厘米，长2.1米，放大40倍左右的牛顿式反射望远镜，并开始观测星空，撰写论文。他对恒星在天空的分布情况特别感兴趣，并认为确认恒星分布的惟一方法是进行长期连续观察。1871年3月13日晚，赫歇耳在巡视天空，计数某一选定天区的恒星并记录它们分布情况时，在双子座中发现一颗他当时认为是彗星的天体，经过他和其他学者的进一步研究，他确定他发现了太阳系的一颗新行星，这就是天王星，这个发现轰动了世界，由是赫歇耳一举成名，1781年当选为皇家学会会员，荣获科扑列勋章，并被聘为宫廷天文学家。1787年，他试制了一架焦距6.09米，口径51厘米的望远镜，发现了天王星的两颗卫星——天卫三和天卫四。紧接着，他开始制作更大的望远镜，并在1789年制造成功，立刻发现了土卫一和土卫二。
但是他的最伟大的发现，当是在恒星天文学的范围内。
他在这方面的第一个发现于1783年做出，那是太阳的自行。
1783年赫歇耳考察了经马斯克林确切定出的7颗恒星——天狼(大犬座α星)、北河二(双子座α星)、北河三（双子座β星)、南河三(小犬座α星)、轩辕十四(狮子座α星)、大角(牧夫座α星）、河鼓二(天鹰座α星)的自行，说明其运动，按它们在天球上的位置，有一致的倾向，反映出太阳在空间的运动。赫歇耳以后，他这一发现再由27颗星的自行(由拉朗德推出)而加以证实。正如哥白尼摧毁了地球是静止的武断假说，证明地球和别的行星一样运动一样，赫歇耳也打破了静止的太阳的假说，证明太阳和别的恒星一样在空间中运动。赫歇耳的另外一个基本发现是在相对轨道上运动的双星。其实赫歇耳早就有了很多双星的证据，但是总是有人反驳说那些所谓的双星只是观测上两颗星的偶然接近。1802年，他终于证实他所观测到的大多数双星不能解释为透视上的偶然接近，他更说明自从他的观测开始以来，有些双星的成员的相对位置已经逐渐改变，表现为一星绕另一星在做周期性的运行。1804年他再度肯定这一发现，说明大多数双星实在不是表面的“光学双星”，而确是真正的“物理双星”，它们相互间的引力使它们有物理的联系（图1-12)。
光学双星是在观测者视线上恰好接近的两颗星，可以由它们各个的自行的综合效应所造成的等速直线相对运动，而得证明。
物理双星是空间有实际联系的两颗星，可以从它们共同的自行以外的椭圆轨道运动，而得证明。