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Fra le varie osservazioni telescopiche, fu la scoperta delle fasi di Venere a consolidare la posizione copernicana di Galileo. Nell'architettura tolemaica il pianeta si muoveva sempre al di sotto del Sole lungo un epiciclo il cui centro giaceva sul segmento che univa la Terra al Sole. Il pianeta avrebbe dovuto essere visibile solo controluce, e quindi avrebbe dovuto apparire come una falce molto sottile. La serie completa delle fasi osservate al telescopio era, al contrario, in accordo con la rivoluzione di Venere attorno al Sole.
Nel Dialogo sopra i due massimi sistemi del Mondo, Galileo cito solo le architetture di Tolomeo e di Copernico. Siccome nel sistema di Tycho tutti i pianeti giravano attorno al Sole, le fasi di Venere non erano utili per scartare l'architettura geo-eliocentrica. Galileo conosceva bene i lavori di Tycho e, per meglio difendere la dottrina copernicana, non menziono mai il sistema geo-eliocentrico.
Nel 1632, non fu solo la violazione dell'ammonizione data dal cardinale Bellarmino con la stampa del Dialogo a condurre Galileo davanti all'Inquisizione, ma fu anche la forma polemica del Dialogo a irritare il papa Urbano VIII (1568-1644). Galileo era stato infatti particolarmente caustico e ironico verso i filosofi aristotelici. Malauguratamente, anche la Chiesa Cattolica era in sostanza aristotelica.
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Fasi di Venere geocentriche e eliocentriche