เรารู้ว่าดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะได้อย่างไร

ความเชื่อเดิมทีทางดาราศาสตร์ ตั้งแต่สมัยของพลาโต จะเชื่อว่า โลกเป็นจุดศูนย์กลางของจักรวาล (Geocentric) และดวงดาวต่างๆโคจรรอบโลก การค้นพบข้อเท็จจริงว่า ดวงอาทิตย์ เป็นศูนย์กลาง (Heliocentric) นี้ มาจากการสังเกตวงโคจรของดวงดาว ในภาษาโหราศาสตร์ เราคงจะเคยได้ยินคำว่า ดาวโคจรวิปริตถอยหลัง ซึ่งตามรูป มันก็จะเป็นแบบนี้

รูปที่ 1 การเคลื่อนผ่านของดาวอังคารบนท้องฟ้า

ในโมเดลทางดาราศาสตร์โบราณ แบบปโตเลมี การเคลื่อนไหวของดวงดาว จะใช้การอธิบายว่ามันมีวงโคจรซ้อนอยู่ 2 วง เป็นเหมือนเกียร์คู่เรียกว่า Epicyclic ซึ่งหน้าตามันจะเป็นตามรูป มันโคจรเป็นวงกลมบนเส้นวงกลมอีกทีหนึ่งทำให้เราเห็นว่ามันเคลื่อนที่ย้อนหลัง

รูปที่ 2: คำอธิบายการเคลื่อนที่ของดาวอังคารแบบโมเดลโลกเป็นศูนย์กลาง

นิโคลัส คอเปอร์นิคัส (Nicolaus Copernicus) ได้พบว่า การอธิบายการโคจรของดวงดาวนั้นจะง่ายกว่ามาก ถ้าหากเอาดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง การโคจรย้อนหลัง มันเกิดขึ้นก็แค่เพราะว่า ความเร็วในการโคจรของโลก สูงกว่าความเร็วในการโคจรของดาวอังคาร จากมุมมองของโลก เราเห็นการโคจรย้อนหลัง ขณะ ที่เรากำลังแซงดาวอังคาร

รูปที่ 3: คำอธิบายการเคลื่อนที่ของดาวอังคารแบบโมเดลดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง

แน่นอน สิ่งนี้ เป็นแค่คำอธิบายที่ดีกว่า แต่มันยังไม่ใช่จุดชี้ขาดของการที่โลกไม่ใช่ศูนย์กลาง มันมีประเด็นอื่นๆที่ระบบโลกเป็นศูนย์กลางอธิบายไม่ได้ นั่นคือ การที่ดาวศุกร์ มีข้างขึ้นข้างแรมครบ

รูปที่ 4: เปรียบเทียบ ถ้าดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง จากโลก เราจะเห็นดาวศุกร์มีข้างขึ้นข้างแรม แต่ถ้าดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง เราจะเห็นแต่ข้างแรม

เรารู้กันในปัจจุบันว่า ดาวศุกร์อยู่ในวงโคจรชั้นใน การปรากฏของดาวศุกร์บนท้องฟ้าจะอยู่ในช่วงแค่หัวค่ำกับย่ำรุ่ง ในโมเดลโลกเป็นศูนย์กลาง ดาวศุกร์ จะวิ่งวนอยู่บริเวณด้านหน้าของดวงอาทิตย์เป็นส่วนใหญ่ มิฉะนั้นเราจะเห็นมันตลอดทั้งคืน มันต้องวิ่งวนดักหน้าดวงอาทิตย์ แล้วรอให้ดวงอาทิตย์ขึ้น แล้วค่อยวิ่งแซงไปอีกที ซึ่งถ้าเป็นอย่างนั้นแล้ว เราจะเห็นดาวศุกร์ได้เฉพาะข้างแรมเท่านั้น 

วีดีโอ: แสดงการวิ่งวนของดาวศุกร์ไปดักหน้าดวงอาทิตย์ตามโมเดลโลกเป็นศูนย์กลาง

แต่ ในปี พ.ศ. 2153 ด้วยการเกิดขึ้นมาของกล้องดูดาว กาลิเลโอ (Galileo Galilei) สังเกตพบว่า ดาวศุกร์ มีครบทั้งข้างขึ้นข้างแรม และเป็นไปตามโมเดลการทำนายของคอเปอนิคัส และยังมีกรณีที่ดาวที่สังเกตมีขนาดใหญ่เล็กเหมือนเคลื่อนตัวออกห่างและเข้าใกล้โลกอย่างมากที่โมเดลโลกเป็นศูนย์กลางอธิบายไม่ได้ ทางโบสถ์ไม่เห็นชอบกับทฤษฎีนี้และพยายามกลบเกลื่อนลบล้าง โดยเห็นเป็นการท้าทายศาสนา แต่นั่นก็ทำให้วงการวิทยาศาสตร์ และ ดาราศาสตร์ แตกออกมาจากศาสนา กลายเป็นวิทยาศาสตร์อย่างที่เรารู้จักในยุคปัจจุบัน