بعد أن ظهرت قوانين كبلر الوظعية والتي جاءت من الناحية الأساسية مؤيدة لمبدأ مركزية الشمس والتي نقضت بالتالي أسس الؤية الأرسطية للعالم جملة، طرح الفلكيون تساؤلاً مهماً عن مصداقية الفلسفة الأرسطية بما يخص الحركة الطبيعية للكواكب وأسبابها الحقيقية. فأخذ غاليليو غاليلي الإيطالي على عاتقه مهمة دراسة الحركة الطبيعية مبتدءاً بدراسة السقوط الحر للأجسام نحو الأرض. ولقد مهدت أعمال غاليلو غاليلي وتجاربه العملية لوضع علم الحركة على أسس صحيحة ودقيقة قائمة على الحساب الرياضي، وفي الوقت الذي لم يتم غاليليو غاليلي وضع الصياغات الرياضية لمعادلات الحركة إلا أن دراسته للحركة وفق المنهج التجريبي وتدوينه للمشاهدات مكنته من إيجاد العلاقات بين المتغيرات الحركية وبذلك تمكن من معرفة " تسارع الجاذبية الأرضية" عندما لاحظ أن جميع الأجسام تسقط بنفس العجلة نحو الأرض مهما كانت كتلها، خلافاً لما كان يراه أرسطو من أن حركة السقوط الحر للأجسام نحو الأرض تعتمد على كتل تلك الأجسام. وقد كانت معاناة غاليليو كبيرة خلال جهده للوصول إلى هذه الحقيقة. تلك المعاناة التي اتخذت جانباً مادياً متمثلاً في كيفية متابعة حركة الأجسام الساقطة وصعوبة قياس الأزمنة على فترات صغيرة جداً إذ ما يلبث غاليليو أن يترك الجسم يسقط حتى يجد أنه قد وصل الأرض حتى لو كان موقع إسقاطه هو قمة برج بيزا. لكن غاليليو استطاع حل هذه المعضلة بحيلة "السطوح المائلة" فبدلاً من الإسقاط الحر للكرات الصلبة نحو الأرض مباشرة عمد غاليليو إلى دحرجتها على سطوح مائلة وبها استطاع السيطرة على سرعة حركة الأجسام نحو الأرض.

ومن الجدير بالذكر أن غاليليو لم يكن أول من إكتشف حركة السقوط الحر للأجسام وقال بأن . جميع الأجسام تسقط بنفس السرع نحو الأرض إذا كانت في الفراغ بل قالها قبله المتكلم المعتزلي أبو علي الجبائي (ت 915م) بحسب ما ذكر الحسن إبن متوبه النجراني في كتاب التكرة في أحوال الجواهر والأعراض) كما كان هبة الله بن ملكا البغدادي (ت 1165م) قد أشار الى ذلك أيضاً وقام بتحليل حركة السقوط الحر في الفراغ على نحو مستفيض في كتابه (المعتبر في الحكمة). كما درس غاليليو الحركة الاهتزازية الطبيعية المتمثلة بحركة البندول Pendulum، وهو عبارة عن ثقل معلق بخيط مثبت في سقف. فوجد غاليليو أن مربع زمن الذبذبة P (النقلة الكاملة من موضع استقرار النقل إلى أقصى ازاحة يميناً وشمالاً ثم العودة إلى موضع الاستقرار يتناسب طردياً مع طول الخيط l. وبالصيغة الرياضية يعني هذا أن

l∝ P

أما الإضافة العملاقة لغاليليو غاليلي فقد كانت باستخدامه المنظار" التلسكوب" Telescope في مراقبة الأجرام السماوية ، إذ كانت المراقبة وأعمال الرصد تتم على العهود التي سبقته بالعين المجردة. ولعل غاليليو كان محظوظاً إذ وجه منظاره إلى كوكب المشتري فاكتشف أن هناك أربعة أقمار تدور حوله ولولا أنه نظر إلى كوكب المشتري بالذات لما وجد اختلافاً كبيراً ذا قيمة بين ما يراه بذلك المنظار البسيط وما تراه العين المجردة. ولعل هذا هو السبب في عدم استعمال المنظار المراقبة السماء قبل غاليليو فقد كان المنظار يصنع في بلجيكا وهولندا ويستخدم من قبل البحارة الأوروبيين أن هذه اللحظة تمثل مثابة مهمة في تاريخ العلم والتكنولوجيا إذ نقل استخدام المنظار المعرفة الفلكية نقلة نوعية وكمية وفتح أفاقاً جديدة للتعامل مع الكون.

لاحظ غاليليو أن على سطح القمر جبالاً وتضاريس مماثلة لتلك التي على سطح الأرض، فاستنتج أن القمر ما هو إلا كرة صخرية وليس جرماً أثيرياً يكتنفه الغموض، ولما نظر إلى الشمس رأى على سطحها بقعاً قائمة (تسمى الآن الكلف الشمسي Sumspots) تبدل مواقعها يوماً بعد يوم مما يدل على أن الشمس ليست جرماً مطلقاً بل تشوبها بقع وهي في حالة تبدل . ومن خلال ملاحظة تبدل مواقع البقع استدل غاليليو أن الشمس تدور.

ثم راقب غاليليو كوكب زحل واكتشف أنه ليس قرصاً تاماً بل تشوبه كتلة دائرية عند أطرافه ... ولم يستطع منظاره المتواضع أن يكشف عن حلقات زحل، التي عرفها أول مرة الفيزيائي الهولندي كرستيان هايغنز. كما عرف غاليليو أن لكوكب الزهرة أطواراً مماثلة لأطوار القمر ... ومن خلال مراقبته هذه الأطوار علم أن الزهرة تدور حول الشمس.

أما في الجانب المعنوي فقد كانت معاناة غاليليو غاليلي مع رجال الكنيسة كبيرة إذ كانوا يؤمنون بأن الأرض هي مركز الكون وأن الشمس وبقية الأجرام السماوية تدور حولها، فعانى من ذلك الأمريين إذ وقع في صراع مع رجال الكنيسة خاصة وأنه قد جهد في سبيل نشر آرائه وانتهج في كتاباته أسلوب أفلاطون وهو محاورة معلم حصيف يمثله هو) وشخص لا يؤمن بنظام كوبرنيكوس سماه سبليمسيو ويرمز (طبقاً لمنتقديه) إلى البابا... لذلك حاكمته الكنيسة وأكرهته على التنازل عن ما كان قد أعلنه من أن الأرض تدور حول الشمس ثم حكمت عليه الكنيسة بالإقامة الجبرية في منزله ولم تعترف الكنيسة الكاثوليكية بأنها أخطأت بإدانة غاليليو إلا منذ عهد قريب وذلك عام 1992م.