Kopernik, będąc dzieckiem swojej epoki, przypisuje zaraz potem astronomii wielki wpływ na moralność i religijność człowieka: “A skoro zadaniem wszystkich nauk szlachetnych jest odciągać człowieka od zła i kierować jego umysł ku większej doskonałości, to ta nauka, oprócz niepojętej rozkoszy umysłu, sprawić to może w pełniejszej mierze niż inne. Któż bowiem zgłębiając te rzeczy i widząc, jak wszystko w nich ustanowione jest w najlepszym ładzie i boską kierowane wolą, nie wzniesie się na wyżyny cnoty przez pilne ich rozważanie i stałą jakby zażyłość z nimi i nie będzie podziwiał Stwórcy wszechrzeczy, w którym się mieści całe szczęście i wszelkie dobro?” Natomiast w zakończeniu centralnego fragmentu księgi I, w którym astronom przedstawia nowy model kosmosu, w jednoznaczny sposób odsłania podstawowy cel swych astronomicznych poszukiwań: nie tylko jak najdokładniejszy opis ruchów planet pośród gwiazd, lecz ustalenie rzeczywistej budowy świata. Swój wywód kończy bowiem wykrzyknikiem: “Tak zaprawdę ogromne jest to boskie arcydzieło Istoty Najlepszej i Największej!” . Interesowała go także teoria precesji i związane z nią kwestie precyzyjnego wyznaczenia długości roku zwrotnikowego oraz reformy kalendarza.
    Astronomiczne zainteresowania Kopernika rozwinęły się w okresie znaczącego postępu w astronomii europejskiej, jaki dokonał się w drugiej połowie XV w.  Podejmując w 1491r. w stolicy Polski studia Kopernik miał okazję zetknąć się z rozkwitającą wówczas krakowską szkołą astronomii. W słynnej kronice świata, wydanej przez Hartmanna Schedla w 1493r., znajdujemy nawet stwierdzenie, że w krakowskiej uczelni “najwyższy poziom osiągnęło studium astronomii i wielu utrzymuje, iż nie ma świetniejszego w całych Niemczech”. Rzeczywiście, w tym okresie do Krakowa ściągali zagraniczni studenci, spośród których wywodzili się później profesorowie astronomii na uniwersytetach w Heidelbergu, Wiedniu czy Wittenberdze. Na Akademii Krakowskiej wykładano na podstawie podręczników popularnych w średniowiecznej Europie. Najwybitniejszymi przedstawicielami krakowskiej szkoły astronomicznej byli: Marcin Król z Żurawicy, Marcin Bylica z Olkusza, Jan z Głogowa i jego uczeń Wojciech z Brudzewa.
    Ważną cechą tego środowiska naukowego było krytyczne spojrzenie na stan europejskiej astronomii, bazującej na lepiej lub gorzej opracowanych modelach Ptolemeusza i kosmologii sfer niebieskich.
    W Italii, gdzie kontynuował studia, Kopernik miał okazję prowadzić obserwacje wspólnie z Dominikiem Marią z Nowary, bolońskim profesorem astronomii; niektóre uzyskane wówczas wyniki wykorzystał podczas pracy nad systemem heliocentrycznym. Dzięki relacji Jerzego Joachima Retyka wiemy, że w 1500r. Kopernik dał w Rzymie wykład poświęcony matematyce, czyli zapewne astronomii, ale jego temat pozostaje nieznany. Po powrocie na Warmię Kopernik podtrzymywał kontakty z europejską astronomią.
    Podstawowe instrumenty Kopernika, których opisy znajdujemy w O obrotach, stanowiły kopie przyrządów z Almagestu Ptolemeusza. Były to: kwadrant słoneczny, służący do wyznaczenia nachylenia ekliptyki do równika niebieskiego; astrolabium pierścieniowe, pozwalający mierzyć długość i szerokość ekliptyczną gwiazd i planet. Te instrumenty Kopernika były zapewne drewniane (ewentualnie z kamienia lub metalu) i przenośne. Żaden z tych instrumentów nie zachował się do naszych czasów, choć wiemy, że drewniany trójkąt paralaktyczny istniał jeszcze w 1584r.
    Jedyny zachowany przyrząd Kopernika można obejrzeć w krużganku zamku w Olsztynie. Jest to wykreślona na pionowej ścianie, przypuszczalnie metodą refleksji gnomonicznej, tablica pozwalająca wyznaczać momenty równonocy i śledzić ruch Słońca po ekliptyce w okolicach punktów równonocnych. Kopernik wykonał tablicę zapewne podczas swojego kilkuletniego pobytu w Olsztynie, rozpoczętego w 1516r.

    Wiemy również, że do wyznaczania maksymalnej fazy częściowych zaćmień Słońca w l. 1530–1541 Kopernik wykorzystywał camera obscura (metoda obserwacji częściowego zaćmienia Słońca).

    Prace Kopernika nad teorią heliocentryczną poprzedziło dostrzeżenie przez niego dwóch zasadniczych trudności w uznawanych w jego czasach przez astronomów, filozofów oraz teologów różnych wersjach teorii geocentrycznych.
    Pierwszą trudnością była niezgodność ze zjawiskami astronomicznymi różnych wersji teorii sfer współśrodkowych (homocentrycznych) i różnych wersji teorii ptolemeuszowskich. Drugą trudnością była konstrukcja ekwantu w teoriach ptolemeuszowskich.

    Obydwa te problemy skłoniły Kopernika do poszukiwania w literaturze naukowej i filozoficznej (począwszy od dzieł starożytnych, a skończywszy na dziełach renesansowych) konkurencyjnych hipotez naukowych.
    W oparciu o te kosmologiczne idee Kopernik skonstruował pierwszą wersję swojej teorii. Przedstawił ją w pracy, która zachowała się pod tytułem Nicolai Copernici de hypothesibus motuum coelestium a se constitutis commentariolus (Mikołaja Kopernika komentarzyk o hipotezach ruchów niebieskich; w przekładzie na język polski: Zarys podstaw astronomii), rozpowszechnianej za jego życia tylko w odpisach i napisanej najprawdopodobniej około 1507–1508r.

     W latach 1514–1529 Kopernik – mając na względzie prace nad reformą kalendarza, której patronował papież Leon X – przeprowadzał liczne obserwacje Księżyca, Słońca i planet w celu wyznaczenia ich dokładniejszych modeli ruchu (w przypadku Słońca obserwacje te służyły do wyznaczenia modelu ruchu Ziemi), a także podania wartości parametrów tych modeli. Odkrył on wtedy m.in. zmienność mimośrodu orbity Ziemi i linii apsyd planet i uznał – nawiązując do astronomii średniowiecznej – zmienność precesji, które traktowane były za stałe w teorii Ptolemeusza. Rozbudowywał też stopniowo swoją teorię zgodnie z postulatem korespondencji (zgodności) przewidywań empirycznych swojej teorii.
    W takim kontekście skonstruował drugą, rozbudowaną wersję swojej teorii.
    Rozbudowaną wersję swojej teorii Kopernik przedstawił w dziele, które zachowało się pod tytułem De revolutionibus orbium coelestium (O obrotach sfer niebieskich). Prace nad jego spisywaniem rozpoczęły się nie później niż w 1515–1516r., a zakończyły się w czerwcu 1542r. Wydano je zaś drukiem w Norymberdze w 1543r. Autograf tego dzieła przechowuje Biblioteka Jagiellońska w Krakowie.

    Kilka lat po powrocie ze studiów włoskich Kopernik opracował pierwszy zarys teorii heliocentrycznej w postaci tzw. Komentarzyka (Commentariolus). Przypuszcza się, że tekst ten napisany został ok. 1509r. i to zapewne w Lidzbarku Warmińskim.
    Około 1525r. nazwisko Kopernika stało się głośne i budziło zrozumiałe zainteresowanie. Mimo to ociągał się on z opublikowaniem swoich poglądów o ruchu Ziemi, przeczących zdaniem wielu teologów świadectwu zmysłów i literze Pisma Świętego. W 1533r. teoria heliocentryczna zaintrygowała nawet Kościół.
    Młody matematyk z Wittenbergi Jerzy Joachim Retyk , który wiosną 1539r. udał się do Prus, by poznać autora dzieła o ruchu Ziemi. Później zresztą wspominał, że dochodziły do niego wieści o sławnym mistrzu Mikołaju Koperniku z północnych krain Europy, toteż nie żałował wydatków i nie lękał się trudów dalekiej podróży. W maju 1539r. Retyk istotnie zapukał do drzwi Mikołaja Kopernika i najpierw uzyskał zgodę na opublikowanie w Gdańsku w 1540r. streszczenia jego dzieła w postaci krótkiego traktatu pt. Narratio prima (Opowieść pierwsza), a następnie przyzwolenie na druk De revolutionibus w Norymberdze w warsztacie Jana Petreiusa.
    W poprawkach dzieła „O obrotach…”pomagał mu Retyk Andrzej Osiandrem z Norymbergii. Jesienią 1541r. dzieło fromborskiego astronoma gotowe było już do druku, a licząca 400 stron kopia zabrana została przez Retyka, który wracał pospiesznie na uniwersytet w Wittenberdze.
    Dopiero w maju 1542r. Retyk wręczył Petreiusowi przywieziony rękopis i przez kilka tygodni czuwał nad jego drukiem. Jeszcze w tym samym miesiącu ukazały się dwa pierwsze arkusze O obrotach, które przesłane zostały Kopernikowi do korekty. Na nieszczęście Kopernik na początku grudnia 1542r. ciężko zachorował. Nie wiadomo nawet, czy wydrukowana krótko przed 21 III 1543r. książka dotarła na Warmię przed śmiercią astronoma.
    Kopernik poszukiwał najprostszych rozwiązań, które w nieodparcie logiczny i harmonijny sposób wyjaśniałyby wszystkie obserwowane ruchy planet. Ostatecznie doszedł do wniosku, że warunek ten spełnia układ, w którego środku znajduje się Słońce. Natomiast planety krążą wokół niego w kolejności, o której decyduje tempo ich biegu: od najszybszego Merkurego przez Wenus, Ziemię, Marsa, Jowisza aż po najwolniejszego Saturna. Dalej we wszechświecie Kopernika leżały już tylko gwiazdy, które ze względu na uznanie przez astronoma z Fromborka dobowego obrotu Ziemi wokół własnej osi mogły pozostawać nieruchome. Tak więc najważniejsze odkrycie Kopernika polegało na zrozumieniu, że ład świata został zapisany w formie systemu heliocentrycznego, w którym Ziemia jest jedną z planet, czyli jednym z wielu “środków ciężkości”, a odległe gwiazdy nie muszą wirować wokół niej w zawrotnym tempie jednego obrotu na 24 godziny. Reszta sprowadzała się do takiego posłużenia się matematyką i obserwacjami, by ten ład uchwycić jak najprecyzyjniej: określić budowę planetarnych orbit, ich rozmiary i położenie w przestrzeni. Rzecz wymagająca doskonałej znajomości geometrii i wielu godzin spędzonych pod gołym niebem, a także czasochłonnych obliczeń, ale mimo wszystko drugorzędna.

Źródło:
http://copernicus.torun.pl/nauka/astronomia/
http://uczniowie.moa.edu.pl/?p=9601
http://copernicus.torun.pl/nauka/astronomia/5/?view=galeria&file=2
http://pl.wikipedia.org/wiki/Teoria_geocentryczna
http://de.wikipedia.org/wiki/Commentariolus
http://www.cosmosmagazine.com/news/2364/tomb-copernicus-discovered