从1609年开始，伽利略自制了一系列不同性能的望远镜，在这之后的三年中，他用望远镜观察天空，作出了许多惊人的发现，其中包括：木星拥有4颗卫星绕其转动；金星也有类似于月亮“从新月到满月”的相的变化；太阳表面布满暗斑，并且似乎太阳也有自转，这些观察对哥白尼的地动假说具有关键性的支持作用，来自美国内华达大学的哲学教授M.A.Finocchiaro在一篇最近的评论中，剖析了伽利略对文化领域的影响。
哥白尼的革命学说不仅需要新的理论论证，也需要新的观测证据，进而，它还不得不面对大量的新老质疑，这些质疑有的基于原有的天文观测，有的基于亚里士多德的物理学，更多的是来自圣经中的描述和传统的认识论，伽利略用他的观测结果，用他的运动叠加以及运动守恒原理，对各种质疑作出了回答，他指出：圣经不是科学方面的权威，因此不应该用圣经中的条文来否定天文学，伽利略以理性的批评以及开放和公平的精神为指引，对哥白尼学说给予了强有力的辩护。