哥白尼致力于运用“当时”（16世纪）的天文观测技术来优化托勒密的测量数据，目的是为了减少那些复杂的小圆轨道。他进行了长达近20年的辛勤观测工作，夜以继日地记录行星的位置，但这些观测结果并未显著偏离托勒密的宇宙模型。哥白尼思考着，如果从一个运动的行星上观察这些行星的运动，会是怎样的景象。这个想法逐渐在他的脑海中形成了清晰的图像。通过在一年中不同时间和距离从地球上对行星的观察，他发现每个行星的表现都不尽相同，这使他怀疑地球不可能位于所有天体运动的中心。经过20年的观测与思考，哥白尼注意到太阳的视运动相对平稳，不像其他行星那样有明显的轨道变化。这表明地球与太阳之间的距离在一年中保持恒定。由此他推断，如果地球不是宇宙的中心，那么太阳可能才是。哥白尼随即考虑到，如果将太阳置于宇宙的中心，那么地球就可能绕太阳运行。这样，他就能摒弃那些繁琐的小圆轨道，让行星们直接围绕太阳运行。
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