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Nel 1543 viene finalmente pubblicato il trattato De Revolutionibus orbium coelestium di Nicolò Copernico, proprio nell'anno della sua morte. Con quest'opera inizia la rivoluzione astronomica che porterà al soppiantamento della teoria geocentrica aristotelico-tolemaica da parte della teoria eliocentrica copernicana. La rivoluzione astronomica copernicana darà ampio impulso all'evoluzione del pensiero relativista. La Terra e l'uomo vengono scalzati dalla posizione privilegiata che hanno da sempre occupato e il decentramento della sede terrestre fa crollare una delle certezze più radicate, anche perchè suffragata costantemente dai sensi e dall'apparenza. Secondo Copernico è infatti la Terra che, ruotando attorno al Sole e contemporaneamente ruotando attorno ad un proprio asse, genera il moto celeste apparente. La rotazione dei corpi celesti è infatti relativo alla composizione di questi due moti terrestri.

5. Qualunque moto appaia nel firmamento, non deriva da un qualche moto del firmamento, ma dal moto della Terra. Pertanto la Terra, con gli elementi a lei piú vicini [le acque che giacciono sulla sua superficie e l'atmosfera] compie una completa rotazione sui suoi poli fissi in un moto diurno, mentre il firmamento e il piú alto cielo rimangono immobili.
6. Ciò che ci appare come movimento del Sole non deriva dal suo moto, ma dal moto della Terra e della nostra sfera con la quale ruotiamo attorno al Sole come ogni altro pianeta. La Terra ha, pertanto, piú di un movimento.
Nicolò Copernico, Commentariolus

Copernico rimane sempre alla ricerca di un centro dell'universo e soprattutto di un centro immobile, attorno al quale tutto ruota. La relatività del moto viene così applicata rimanendo convinti dell'immobilità di uno dei due sistemi di riferimento. Copernico si dimostra consapevole di come il moto si manifesti in relazione a due sistemi di riferimento in movimento tra loro, ma continua ad assumere come fisso uno dei riferimenti, nel caso specifico il Sole.

Ogni spostamento infatti da luogo a luogo, o è dovuto a un movimento della cosa osservata, oppure a un movimento dell’osservatore, o infine a spostamenti di entrambi, naturalmente diversi. Fra cose che si muovono a uguale velocità verso il medesimo punto, non si percepisce alcun movimento, intendo dire fra la cosa vista e l’osservatore. È la Terra dunque il luogo dal quale si vede quella rotazione di tutto il cielo e sul quale essa si rappresenta alla nostra vista.
Nicolò Copernico, De Revolutionibus orbium coelestium

La concezione dell'universo più moderna che viene generata nell'ambito della rivoluzione astronomica è forse quella di Giordano Bruno. Egli smette di ricercare un centro dell'universo, ed anzi definisce l'universo sede di infiniti mondi simili al nostro. Immagina cioè una infinità serie di sistemi planetari, aventi la medesima dignità rispetto al nostro. In Bruno l'opera di decentramento della rivoluzione astronomica giunge agli estremi. L'universo infinito non ha alcuna gerarchia. Il moto della Terra sarà relativo alla rivoluzione attorno alla nostra stella, ma esisteranno altri infiniti mondi dove questo movimento si ripeterà per nulla influenzato dal nostro centro di rotazione.

Fil. Non bisogna dunque cercare, se estra il cielo sia loco, vacuo o tempo; perché uno è il loco generale, uno il spacio immenso, che chiamar possiamo liberamente vacuo; in cui sono innumerabili ed infiniti globi, come vi è questo in cui vivemo e vegetamo noi. Cotal spacio lo diciamo infinito, perché non è raggione, convenienza, possibilità, senso, o natura che debba finirlo: in esso sono infiniti mondi simili a questo, e non differenti in geno da questo; perché non è raggione né difetto di facultà naturale, dico tanto potenza passiva quanto attiva, per la quale, come in questo spacio circa noi ne sono, medesimamente non ne sieno in tutto l’altro spacio, che di natura non è differente e altro da questo.
Giordano Bruno, De l’infinito universo et Mondi

Anche Galileo Galilei si inserisce nel dibattito della rivoluzione astronomica. Uno dei suoi massimi contributi sarà quello di utilizzare per primo il cannocchiale per l'esplorazione delle profondità celesti. Grazie all'utilizzo dello strumento ottico Galilei potrà dimostrare come anche il mondo extra-lunare abbia la medesima dignità di quello sub-lunare, e non sia composto da materiale più nobile. Egli scoprì dunque la natura delle macchie lunari, l'esistenza di quelle solari, le fasi di Venere dimostrando come esso brilli di luce riflessa.

Salviati: E tornando su i nostri discorsi naturali ed umani, dico che questo grande, piccolo, immenso, minimo, etc., son termini non assoluti, ma relativi, sí che la medesima cosa, paragonata a diverse, potrà ora chiamarsi immensa, e tal ora insensibile, non che piccola. Stante questo, io domando in relazione a chi la sfera stellata del Copernico si può chiamare troppo vasta. Questa, per mio parere, non può paragonarsi né dirsi tale se non in relazione a qualche altra cosa del medesimo genere.
Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo

La rivoluzione astronomica si conclude idealmente con la formalizzazione della legge di gravitazione universale di Isaac Newton. Le teoria della gravitazione universale di Newton viene pubblicata nei Philosophiae Naturalis Principia Mathematica nel 1657. L'espressione della legge di gravitazione universale è:

             M  ·  m 
F  =  G · —————
                  2 
           d

Dove G è la costante di gravitazione universale, M e m le masse dei due corpi, d la distanza che separa i due corpi. Con questa legge venivano compresi tutti i fenomeni osservati e portati in favore della tesi copernicana. Le leggi orarie del moto orbitale ellittico planetario, descritte dalle leggi di Keplero, vengono dedotte dalla legge di Newton. I Principia di Newton comprendono anche i tre principi della dinamica. 

I. Ogni corpo mantiene in assenza di forze che ne modifichino lo stato un moto rettilineo uniforme.
II. La forza impressa su un corpo ne modifica lo stato di moto rettilineo uniforme ed è proporzionale all'accelerazione che viene impressa al corpo secondo la costante di proprorzionalità costituita dalla massa del corpo stesso.
III. Ad ogni forza impressa su un corpo ne corrisponde una forza uguale e contraria.
Isaac Newton, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica

Newton rimane comunque convinto che il moto relativo dei pianeti, o di due sistemi di riferimento in moto rettilineo uniforme diverso tra loro sia sempre riconducibile ad un moto assoluto rispetto allo spazio. Newton definisce sistematicamente uno spazio assoluto ed un tempo assoluto sempre omogenei, senza relazione ad alcunché di esterno. Rispetto ad essi ogni moto risulterà assoluto, perchè riferito allo stato di quiete che è appunto quello dello spazio immobile. I sensi registrano inevitabilmente il moto relativo al movimento reciproco di più sistemi di riferimento, ma la vera natura del movimento non è relativa, ma sempre riconducibile, almeno in teoria, ad un moto assoluto rispetto allo spazio. Il tempo d'altra parte scorre omogeneamente in tutti i sistemi di riferimento in moto relativo tra loro.

I. Il tempo assoluto, vero, matematico, in sé e per sua natura senza relazione ad alcunché di esterno, scorre uniformemente, e con altro nome è chiamato durata; quello relativo, apparente e volgare, è una misura (accurata oppure approssimativa) sensibile ed esterna della durata per mezzo del moto, che comunemente viene impiegata al posto del vero tempo: tali sono l’ora, il giorno, il mese, l’anno.
II. Lo spazio assoluto, per sua natura senza relazione ad alcunché di esterno, rimane sempre uguale ed immobile; lo spazio relativo è una dimensione mobile o misura dello spazio assoluto, che i nostri sensi definiscono in relazione alla sua posizione rispetto ai corpi, ed è comunemente preso come lo spazio immobile; cosí la dimensione di uno spazio sotterraneo o aereo o celeste viene determinata dalla sua posizione rispetto alla terra.
Isaac Newton, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica

Dunque la relatività del moto, dovuta alla relatività delle velocità, viene concepita dai padri fondatori della scienza come mera illusione sensoriale. Assumendo la Terra, il Sole, o lo spazio stesso, come riferimenti immobili, ogni altro moto sarà dovutamente assoluto.

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