ऐतिहासिक ग्रंथों और धार्मिक लेखों से हमें पता चलता है कि मनुष्य हमेशा से ब्रह्मांड में मानवता के स्थान और पृथ्वी की स्थिति के बारे में जिज्ञासा रखते आए हैं। उनका मानना ​​था कि पृथ्वी केंद्र में है, क्योंकि वे सूर्य, चंद्रमा और तारों को इसके चारों ओर घूमते हुए देखते थे।

प्राचीन यूनानी खगोलशास्त्री अरिस्टार्कस ऑफ समोस ने अपने प्रेक्षणों से यह निर्धारित किया कि सूर्य पृथ्वी से बहुत दूर है [1]। पृथ्वी से अत्यधिक दूरी के बावजूद, सूर्य ग्रहण के दौरान सूर्य चंद्रमा के समान आकार का दिखाई देता है।

अतः, सूर्य पृथ्वी या चंद्रमा दोनों से बहुत बड़ा होना चाहिए। 2200 वर्ष से भी अधिक समय पहले, अरिस्टार्कस ने यह निष्कर्ष निकाला कि पृथ्वी सूर्य की परिक्रमा करती है। यद्यपि उन्हें न्यूटन के यांत्रिकी का ज्ञान नहीं था, जिसका प्रतिपादन बहुत बाद में हुआ, अरिस्टार्कस ने सहज रूप से यह मान लिया कि छोटे पिंड बड़े पिंडों की परिक्रमा करते हैं। आज हम जानते हैं कि पिंड अपने उभयनिष्ठ द्रव्यमान केंद्र के चारों ओर घूमते हैं। हमारे सौर मंडल में यह केंद्र सूर्य के केंद्र के बहुत निकट है।

अरिस्टार्कस की अंतर्दृष्टि के बावजूद, अधिकांश लोग यह मानते रहे कि पृथ्वी ब्रह्मांड का केंद्र है और सूर्य एवं तारे इसके चारों ओर घूमते हैं। इसके कई कारण थे, जिनमें से एक अरस्तू का दर्शन था, जो पृथ्वी को ब्रह्मांड के केंद्र में रखता था। पृथ्वी को केंद्र में रखने वाले मॉडल भूकेंद्रीय मॉडल कहलाते हैं।

हमारी कहानी का प्रमुख पात्र निकोलस कोपरनिकस [2] है। 16वीं शताब्दी के आरंभ में, कोपरनिकस ने अरिस्टार्कस से प्रेरित होकर अवलोकन और गणनाएँ कीं और एक सूर्यकेंद्रित मॉडल प्रस्तुत किया जिसमें पृथ्वी और अन्य ग्रह सूर्य की परिक्रमा करते हैं। उन्होंने महसूस किया कि यदि ग्रहों को सूर्य के चारों ओर वृत्ताकार गति में चलने वाला मान लिया जाए तो खगोलीय गति की गणनाएँ सरल हो जाएँगी। वैकल्पिक रूप से, पृथ्वी पर स्थित एक स्थिर प्रेक्षक के दृष्टिकोण से सूर्य और ग्रहों की गति का वर्णन करने वाला एक संदर्भ फ्रेम चुना जा सकता है। इस अर्थ में, पृथ्वी केंद्र में है। हालाँकि, जैसा कि हम बाद में देखेंगे, यह संदर्भ फ्रेम बहुत असुविधाजनक और "अस्वाभाविक" है, क्योंकि इसमें काल्पनिक बलों को जोड़ना आवश्यक है।

जोहान्स केप्लर [3] ने 17वीं शताब्दी की शुरुआत में अगला महत्वपूर्ण कदम उठाया। केप्लर ने ग्रहों की गति, विशेष रूप से मंगल ग्रह की गति पर सावधानीपूर्वक डेटा एकत्र किया। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि ग्रह सूर्य के चारों ओर दीर्घवृत्ताकार कक्षाओं में घूमते हैं, जो दीर्घवृत्त के दो फोकस में से एक पर स्थित है।

महान गणितज्ञ और भौतिक विज्ञानी गैलीलियो गैलीली [4] ने केप्लर के पदचिन्हों पर चलते हुए स्वयं द्वारा निर्मित सटीक दूरबीनों से अपने प्रेक्षणों को और परिष्कृत किया। गैलीलियो ने सूर्यकेंद्रित मॉडल का समर्थन किया और घोषणा की कि सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की परिक्रमा केवल एक गणितीय रूप से सुविधाजनक मॉडल नहीं बल्कि वास्तविकता है। इससे कैथोलिक चर्च नाराज हो गया और उसने उन्हें फ्लोरेंस के पास एक छोटे से गाँव में नजरबंद कर दिया। मुझे कुछ वर्ष पूर्व उनके घर जाने का सौभाग्य प्राप्त हुआ था। गैलीलियो ने चर्च के सामने आत्मसमर्पण नहीं किया और कहा, "और फिर भी यह गतिमान है", जिसका अर्थ निश्चित रूप से यह है कि पृथ्वी गतिमान है और ब्रह्मांड का केंद्र नहीं है।

केप्लर के सिद्धांत की वैज्ञानिक नींव इतिहास के सबसे महत्वपूर्ण भौतिक विज्ञानी, आइजैक न्यूटन [5] ने रखी थी। न्यूटन का सिद्धांत आधुनिक भौतिकी का आधार है और ठोस गणितीय नींव पर टिका है। उन्होंने अपने नियमों को अवकल कलन का उपयोग करके प्रतिपादित किया, जो गणित की एक नई शाखा थी जिसे उन्होंने विकसित किया था। न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण नियम के अनुसार, द्रव्यमानों का प्रत्येक युग्म एक दूसरे पर एक आकर्षक बल लगाता है जो उनके बीच की दूरी पर निर्भर करता है

और उस दूरी के वर्ग के साथ घटता जाता है। न्यूटन ने प्रदर्शित किया कि संबंधित अवकल समीकरण को हल करने से पता चलता है कि खगोलीय पिंड सूर्य के चारों ओर दीर्घवृत्ताकार पथों में परिक्रमा करते हैं, जिसमें सूर्य एक फोकस पर होता है। इस प्रकार, न्यूटन ने एक व्यापक भौतिक सिद्धांत के माध्यम से केप्लर के नियमों की पुष्टि की। ब्रह्मांड की संरचना का सही वर्णन करने वाला मॉडल कौन सा है, भूकेंद्रीय या सूर्यकेंद्रीय, यह प्रश्न तब हल हो गया जब अनगिनत प्रयोगों द्वारा सत्यापित न्यूटनियन भौतिकी ने सूर्यकेंद्रीय मॉडल के पक्ष में निर्णय दिया।

20वीं शताब्दी के प्रारंभ तक न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण सिद्धांत को लगभग कोई चुनौती नहीं मिली थी। हालाँकि, बुध की गति की व्याख्या करना कठिन होने पर और गुरुत्वाकर्षण बल की उत्पत्ति के बारे में प्रश्न उठने पर कुछ दरारें दिखाई देने लगीं।

1915 में अल्बर्ट आइंस्टीन ने सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत को प्रकाशित करके दुनिया को चकित कर दिया। [6] इस सिद्धांत का एक निहितार्थ यह है कि यद्यपि ग्रह सूर्य के चारों ओर दीर्घवृत्ताकार कक्षाओं में परिक्रमा करते हैं, फिर भी इन दीर्घवृत्तों का प्रमुख अक्ष धीरे-धीरे घूमता है। यह घटना बुध की कक्षा में देखी गई है। इस प्रकार, आइंस्टीन का सिद्धांत सूर्यकेंद्रित मॉडल का समर्थन करता है, लेकिन इसमें थोड़ा सा समायोजन करता है।

कुछ लोगों का दावा है कि सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, यह निर्धारित करना असंभव है कि पृथ्वी सूर्य की परिक्रमा करती है या सूर्य पृथ्वी की। वास्तव में, न्यूटन के समय से ही हम पृथ्वी पर केंद्रित किसी भी संदर्भ फ्रेम में गति का वर्णन करने में सक्षम रहे हैं। हालांकि, यह कोई नई अवधारणा नहीं है। मनुष्य हमेशा से तारों का अवलोकन करते आए हैं और पृथ्वी के सापेक्ष उनकी गति का वर्णन करते रहे हैं। क्या इसका अर्थ यह है कि गति पूरी तरह से सापेक्ष है और इसलिए "कौन किसकी परिक्रमा करता है?" प्रश्न अर्थहीन हो जाता है?

कल्पना कीजिए कि एक बच्चा हिंडोले पर घूम रहा है। कोई भी समझदार प्रेक्षक देखेगा कि बच्चा घूम रहा है, जबकि हिंडोले का अक्ष स्थिर है। हालांकि, घूमता हुआ बच्चा अपने आस-पास की हर चीज़ का वर्णन ऐसे कर सकता है जैसे वह स्वयं दुनिया का केंद्र हो। भौतिकी में, हम कहेंगे कि गति का वर्णन एक निर्देशांक प्रणाली का उपयोग करके किया जा सकता है जिसमें बच्चा

मूल बिंदु हो। तो कौन किसके चारों ओर घूमता है? क्या बच्चा हिंडोले के अक्ष के चारों ओर घूमता है, या अक्ष बच्चे के चारों ओर घूमता है? उत्तर सरल है। जब बच्चा अक्ष के चारों ओर घूमता है, तो घूर्णन के कारण उत्पन्न अपकेंद्रीय त्वरण से उसे चक्कर आता है। हिंडोले के अक्ष पर कोई अपकेंद्रीय त्वरण कार्य नहीं करता है। इसलिए, एक स्पष्ट, मापने योग्य प्रभाव यह निर्धारित करता है कि कौन किसके चारों ओर घूमता है। बच्चा अक्ष के चारों ओर घूमता है क्योंकि वह घूर्णन के कारण उत्पन्न त्वरण का अनुभव करता है।

पृथ्वी और सूर्य के लिए भी यही बात लागू होती है। पृथ्वी सूर्य के चारों ओर एक दीर्घवृत्ताकार कक्षा में घूमती है क्योंकि वह त्वरित हो रही है। चूंकि सूर्य किसी त्वरण का अनुभव नहीं करता (या, अधिक सटीक रूप से, केवल नगण्य त्वरण का), इसलिए हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि वह पृथ्वी की परिक्रमा नहीं करता। हालांकि पूरे सौर मंडल को एक ऐसे संदर्भ फ्रेम में वर्णित करना संभव है जिसमें पृथ्वी केंद्र में स्थिर हो, लेकिन ऐसा फ्रेम अत्यंत जटिल और अस्वाभाविक होगा। यह एक बच्चे के चारों ओर घूमते हुए हिंडोले के अक्ष का वर्णन करने जैसा होगा। हालांकि यह गणितीय रूप से संभव है, इसके लिए जटिल काल्पनिक बलों को शामिल करना आवश्यक होगा।

पृथ्वी सूर्य की परिक्रमा करती है। लेकिन कहानी यहीं खत्म नहीं होती। सूर्य एक आकाशगंगा में स्थित है जो हमारे ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं के एक समूह का हिस्सा है, और यह समूह अनंत हो सकता है। हम ब्रह्मांड के केंद्र में नहीं हैं, हम बस इसके कई ग्रहों में से एक पर रहते हैं, शायद ब्रह्मांड में मौजूद अनगिनत ग्रहों में से एक पर।