Заслуга Кеплера перед наукой состоит в том, что он выяснил истинные формы планетных орбит и установил факт неравномерности движения планет. Заложив фундамент гелиоцентрической системы, Коперник продолжал придерживаться некоторых господствовавших в его время неправильных представлений. В частности, он считал, следуя за Аристотелем, что в сфере небесных явлений существует наиболее «совершенное» круговое и равномерное движение. Поэтому он ошибочно полагал, что движение планет также слагается из круговых движений. Для согласования этого взгляда с данными астрономических наблюдений он принужден был отчасти сохранить искусственные геометрические построения системы Птолемея.
Кеплер некоторое время был помощником датского астронома Тихо Браге (1546-1601), проведшего в Праге последние годы жизни. Тихо Браге славился искусством производить точные астрономические наблюдения. Оставленные им данные о движении планет отличались необычной для того времени полнотой и точностью. Изучая наблюдения Тихо Браге над движением Марса, Кеплер после многих лет упорной работы пришел к выводу, что планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце (первый закон Кеплера), и что скорость движения планет увеличивается с приближением к Солнцу (второй закон, согласно которому радиусы-векторы, связывающие планету с Солнцем, в равные промежутки времени описывают равные площади).
Кеплер опубликовал свои открытия в 1609 г . под названием «Новая астрономия, или Небесная физика, изложенная в исследованиях о движении звезды Марс». В работе «Гармония Мира» (1619) он сформулировал третий закон, устанавливающий связь между периодами обращения планет и их расстояниями от Солнца. Открытые Кеплером законы позволили составить значительно более точные таблицы движения планет. Эти таблицы были изданы Кеплером в 1627 г . и названы с честь императора Рудольфа «Рудольфовы таблицы».
После работ Галилея и Кеплера научное превосходство гелиоцентрической системы стало настолько очевидным, что со второй половины XVII в. астрономы, стоявшие на уровне научных требований своего времени, в большинстве случаев уже признавали ее правильность, хотя обычно излагали как одну из возможных гипотез наравне с системой Птолемея.
Развитие физики
В развитии физики перелом наступил позже, чем в астрономии. В XVI в. происходила своеобразная подготовка к созданию новой физики. В связи с гуманистическим движением и пересмотром господствовавших ранее взглядов некоторые мыслители предприняли попытки создать новые натурфилософские концепции, в которых были подвергнуты критике различные аспекты аристотелевской физики, усвоенной средневековой схоластикой.
Одновременно началась основанная на самостоятельных наблюдениях разработка отдельных вопросов физики. Значительные успехи были достигнуты в статике и гидростатике. Благодаря более полному ознакомлению с трудами античных ученых были освоены достижения Архимеда в области статики и появились новые важные открытия. Наиболее крупным исследованием была работа «Принципы равновесия», принадлежавшая перу голландца Стевина (1548-1620), удачно совмещавшего в одном лице ученого-теоретика и инженерапрактика (он был военным инженером и главным инспектором гидротехнических сооружений в Голландии). Стевин сформулировал важнейшие теоремы гидростатики, в частности, он знал о так называемом гидростатическом парадоксе, который объясняет действие гидравлического пресса. Стевину приписывается также изобретение парусной повозки, приводимой в движение силой ветра.
Итальянский ученый Николо ТарталБЯ-{1500-1557) изучал под влиянием потребностей баллистики траекторию брошенного тела. Тарталья установил, что наибольшая дальность полета достигается при угле вылета в 45°. Английский ученый Вильям Гильберт (1540– 1603) з работе «О магните» на основе тщательных наблюдений и экспериментов дал подробное описание свойств магнита, а также всех известных в то время электрических явлений.