La prima testimonianza dell'adesione di Galileo all'eliocentrismo si trova in una lettera a Keplero del 1597, in cui affermava di essere copernicano già da molti anni. Le scoperte astronomiche del 1610, realizzate grazie al cannocchiale, verranno dunque a confermare convinzioni già acquisite. Con il Sidereus Nuncius, Galileo inaugurò la cosmologia moderna. La scoperta che la Luna presenta valli e rilievi come la Terra, che la Via Lattea non è una parte più densa del cielo, ma un ammasso impressionante di stelle, e infine che Giove è circondato da quattro satelliti distruggeva i fondamenti stessi della cosmologia aristotelico-tolemaica. Successivamente, Galileo fece altre straordinarie osservazioni che lo confermarono nella propria fede copernicana: le strane apparenze di Saturno, le fasi di Venere e le macchie solari.