La Teoria geocèntrica és la més antiga de les teories sobre l’estructura de l’univers conegut. Ja Anaximadre situava la Terra en el centre de l’espai (una de les citacions conservades a propòsit d’aquest pensador assegura: «la Terra es troba suspesa a l’aire, i res no la sosté. Roman en el seu lloc a causa de la seua equidistància de totes les coses»). Més endavant, Filolau de Crotona i Eudox de Cnidos ens n’oferien dues versions més completes, abans que ho fes Aristòtil, que partí en la seua proposta de les idees del darrer, amb qui va coincidir a l’Acadèmia de Plató.[1]

Més endavant, l’astrònom, geògraf i mate-màtic alexandrí Claudi Ptolemeu (nascut entre l’any 85 i el 100, i mort entre el 165 i el 170) ens en llegà ―a l’Almagest―[2] encara una nova versió, que modificava l’aristotèlica en aspectes centrals, i que va esdevenir-ne l’hegemònica fins a mitjans del segle XVI, quan Copèrnic proposar el model heliocèntric, que rebria les primeres confirmacions empíriques unes dècades més tard, gràcies a les observacions fetes per Galileu (mentrestant, l’astrònom danès Tycho Brahe faria encara una proposta alternativa tant al model ptolemaic com al copernicà).

Després d’això, i malgrat no poques resistències, la teoria geocèntrica seria abandonada i substituïda pel nou model que situava el Sol al centre del nostre sistema (entès encara durant un temps com l’univers mateix).[3]

Ptolemeu va postular un seguit de consideracions hipotètiques, qualificades d’”hipòtesis matemàtiques” (però que, tanmateix, solien entendre’s com a aspectes reals de l’estructura de l’univers) per tal d’explicar el moviment aparent dels cinc planetes coneguts, de la Lluna i del Sol tot mantenint el nucli central del model geocèntric, és a dir, la centralitat de la Terra (que justificava el fet que el nostre planeta no oferís sensació de moviment i el fenomen de la gravetat )[4] i el caràcter circular de les òrbites dels cossos celestes que girarien el seu voltant (i que explicaria ―pel fet de ser el cercle una figura sense principi ni final― per què no s’aturaven). Aquestes hipòtesis eren les següents:

Els epicicles: per a explicar els canvis observats en la proximitat, la lluminositat i la trajectòria dels cossos celestes vistos des de la Terra (en especial, l’anomenada retrogradació dels planetes, per la qual aquests no semblaven avançar en cercle sinó alternant avenços i retrocessos, en un moviment que recordava més aviat una espiral), Ptolemeu va postular l’existència d’òrbites secundàries (epicícliques), cada una d’elles amb centre en una òrbita anterior fins a una de primera centrada en una òrbita major que giraria la voltant de la Terra i que s’anomenaria deferent.

Els diversos astres recorrerien el darrer dels epicicles alhora que aquest avançaria sobre els epicicles anteriors i, en darrer terme, sobre l’orbita principal geocèntrica. D’aquesta manera tota desviació sobre les previsions de la posició dels planetes podia ser explicada a partir de la inclusió d’un nou epicicle (de radi ajustat a les observacions efectuades).

Els epicicles tanmateix resultaven insuficients per donar raó de totes les anomalies detectades a l’hora d’explicar allò observat sobre la base de la centralitat de la Terra i de la circularitat de les òrbites.  

L’excentricitat de la Terra: per a ajustar la descripció (i, per tant, la previsió) dels moviments dels astres, es va fer necessària encara la introducció la consideració teòrica complementària que la Terra no es trobaria realment en el mateix centre de l’univers sinó desplaçada respecte a aquest. El recurs a postular l’excentricitat de la Terra servia, així mateix, per explicar els canvis en la distancia aparent de la Lluna i el Sol, que no mostrarien retrogradació en el seu moviment orbital.

El punt equant: finalment, per a explicar els canvis aparents de velocitat en el moviment orbital dels planetes i, tanmateix, mirar de salvar la hipòtesi de la uniformitat dels moviments celestials (uniformitat que, des d’Aristòtil, es pensava que els convenia per causa de la perfecció del món supralunar, és a dir, de l’univers situat més enllà de la Terra), Ptolemeu va introduir la consideració que, efectivament, el moviment dels planetes era a velocitat uniforme, però no respecte del centre de l’univers, sinó respecte d’un punt imaginari situat en l’espai i anomenat equant, que es trobaria sobre la línia que uniria el centre de l’univers (centre de les òrbites deferents) i la Terra, però en una posició simètrica a la de la Terra, és a dir a la mateixa distància que aquesta en relació al centre de l’univers, però al costat contrari. Així, vist des de la nostra posició, el moviment orbital semblaria accelerar-se i desaccelerar-se, perquè, en el mateix temps que el planeta recorregués un arc de circumferència determinat respecte del punt equant, en recorreria una altre de diferent respecte de la terra, de vegades més gran, de vegades més petit.

En qualsevol cas, Ptolemeu va mantenir la tesi que els diversos cossos celestes mantenien la seua posició relativa en l’espai, sense precipitar-se cap a la Terra, pel de fet de trobar-se encastats en anells cristal·lins que eren els que, pròpiament giraven, arrossegant en el seu moviment els astres que duien en el seu interior (una idea que ja sostenia Aristòtil i que, abans seu, ja trobem en Eudox, en Filolau i, en una versió més primitiva, en Anaximadre).

A De revolutinibus orbium coelestium (1543), Nicolau Copèrnic va defensar una alternativa al sistema geocèntric. El model copernicà establia que la Terra girava sobre si mateixa una vegada al dia, i que una vegada a l’any feia un volta complet al voltant del Sol. A més afirmava que la Terra, en el seu moviment rotatori, s’inclinava sobre el seu eix, i que la Lluna girava al voltant del nostre planeta. Malgrat tot, mantenia encara alguns principis de la cosmologia anterior, com ara la idea de les esferes cristal·lines i la de l’existència d’una esfera exterior, en aquest cas immòbil, on es trobaven, encastats, els estels.

Tycho Brahe (1546-1601) va ser el darrer a defensar la centralitat de la Terra, tot i que la seua proposta va modificar radicalment el geocentrisme aristotelico-ptolemaic. De fet, el seu model es trobava a cavall del geocentrisme clàssic i de l’heliocentrisme copernicà. En la teoria de Tycho, el Sol i la Lluna giraven al voltant de la Terra, mentre que els cinc planetes giraven al voltant del Sol. Finalment, l’univers es trobaria tancat per l’esfera dels estels fixos. Va ser principalment l’absència de paral·laxi (de canvi de posició aparent dels estels en relació a la Terra) allò que el va dur a concloure el necessari caràcter central i estàtic del nostre planeta.[5]

Johannes Kepler, després d’analitzar les observacions de Tycho Brahe, amb qui va col·laborar, establí, en tres lleis, el caràcter el·líptic de les òrbites planetàries (de les quals Newton donaria explicació física i matemàtica).[6] Ho va fer ja en base al model heliocèntric.

A partir de les seues lleis va aconseguir predir correctament el trànsit de Venus en 1631 (i d’aquesta manera va aconseguir de verificar-les). 

[1]Aristòtil propugnava que la Terra era el centre de l’Univers i que tots els cossos celestes es trobarien distribuïts, al voltant seu, en esferes concèntriques que es posaven en moviment a partir del gir de la més exterior. Amb aquest model no es podien explicar alguns fenòmens, com ara la variació de la brillantor dels planetes i el seu moviment retrògrad, però sí que en pretenia explicar d’altres i, particularment, com es contrarestaria l’efecte de la velocitat de les esferes superiors sobre les inferiors.

[2] El seu títol original grec era: Sintaxis matemàtica.

[3] L’heliocentrisme ja va tenir, però un defensor en temps antics: Aristarc de Samos (310aC -230 aC), qui, a partir del càlcul de les distàncies relatives entre la Terra, la Lluna i el Sol, va inferir que aquest darrer era el més gran de tots tres astres, cosa que el va dur a considerar que devia ser aquell al voltant del qual havien de girar la resta.

[4] La gravetat s’entenia com la tendència dels cossos a caure cap al centre de l’univers, entès com una esfera. Com que les coses semblen precipitar-se cap a la Terra es deduïa que aquesta ocupava aquell centre.

[5] Val a dir que la paral·laxi existeix, però que és indetectable sense instruments d’observació potents (inexistents al segle XVI).

[6] La teoria newtoniana de la gravitació explicaria també per què existien diversos centres de gravetat en l’univers conegut i per què, malgrat l’absència d’esferes, l’atmosfera terrestre no es dispersa.