Hipparch i Ptolemeusz

Twórcą najważniejszej teorii geocentrycznej był aleksandryjczyk Klaudiusz Ptolemeusz (ok. 100-ok. 168). Jego teorię uważa się za ukoronowanie i podsumowanie dorobku astronomii antycznej. Ptolemeusz oparł się przy konstruowaniu swoich nauk na pracach Hipparcha (ok. 190-125 p.n.e.) uważanego za największego astronoma starożytności. Hipparch, choć gorący zwolennik geocentryzmu, odrzucił teorię sfer homocentrycznych (krążących wokół Ziemi), ponieważ była ona niezgodna z odkrytymi przez niego nieregularnościami ruchu ciał niebieskich. Nie chcąc zaprzeczyć centralnemu miejscu Ziemi, stworzył nową teorię budowy wszechświata, zwaną teorią epicykli i deferentów. Jej podstawę stanowiło nakładanie się dwóch i większej liczby jednostajnych ruchów kołowych tak, by środek jednego obracającego się koła poruszał się po obwodzie koła drugiego. Dobranie odpowiedniej liczby kół oraz kierunków i prędkości ich obrotu pozwalało na otrzymanie wielu złożonych ruchów. Najprostszym takim układem jest kombinacja dwóch kół obracających się w tym samym kierunku. Koło większe nazywa się deferentem, a mniejsze - epicyklem. Ziemia znajduje się w środku deferentu, a krążąca dookoła niej planeta - na obwodzie epicykla, którego środek porusza się ruchem jednostajnym po obwodzie deferentu, a ten z kolei takim samym ruchem obraca się dookoła nieruchomego globu ziemskiego. Ze względu na zbyt nieregularne ruchy Słońca i Księżyca, by można je było zinterpretować za pomocą teorii, Hipparch stwierdził, że muszą się one poruszać po ekscentryku, tj. okręgu, którego środek znajduje się poza Ziemią.

Naukę Hipparcha rozszerzył Ptolemeusz. Wierzył on, że niebo to ogromna kula obracająca się jednostajnie wokół osi stałej w ciągu 24 godzin. Ziemia znajduje się w jej środku i jest kulą nieruchomą. Ptolemeusz nie uznawał nawet ruchu obrotowego Ziemi, bo gdyby Ziemia się obracała, "chmury ani wszystko co fruwa, ani też rzucane przedmioty nie mogłyby poruszać się na wschód, gdyż Ziemia zawsze by wyprzedziła ruch ich wszystkich w tym kierunku". Najbliżej Ziemi krążył Księżyc. Dalej znajdowały się deferenty Merkurego i Wenus, czyli tzw. Planet dolnych. Merkury poruszał się po mniejszym, a Wenus - po większym epicyklu. Jeszcze dalej przebiegała droga Słońca, będąca ekscentrykiem bez epicykla, a za Słońcem leżały deferenty Marsa, Jowisza i Saturna. Za obszarem zajętym przez planety pozostawała obracająca się sfera gwiazd stałych. Podany tutaj opis wszechświata Ptolemeusza jest świadomie uproszczony, gdyż w rzeczywistości zdaniem uczonego do każdej planety przynależał jeden epicyklem ale cały system epicykli poruszających się po przesuniętych względem Ziemi deferentach. Ponadto Ptolemeusz wprowadził trzeci rodzaj kół, zwanych ekwantami, które miały wyrównywać pewne odchylenia w ruchach planet. Nadzwyczaj skomplikowana teoria Ptolemeusza nie wyjaśniła pojawiających się czasem w ruchu ciał niebieskich niekonsekwencji, jednak tłumaczono je przyjęciem złych danych liczbowych, a nie błędnych założeń teoretycznych.