Le modèle héliocentrique de Copernic montre comment un observateur sur Terre en orbite autour du soleil verrait une planète avec une période orbitale plus longue sembler reculer puis avancer à nouveau. Le modèle de Ptolémée, avec la Terre au centre, nécessitait une mécanique supplémentaire complexe pour expliquer le mouvement rétrograde qui ne correspondait jamais au mouvement observé.
Copernic a résolu le problème des « étoiles errantes » en proposant un système héliocentrique. Un observateur sur Terre, en orbite autour du soleil, verrait une planète sur une orbite extérieure commencer apparemment à ralentir, puis à inverser son mouvement, puis à continuer à avancer. L'observateur sur Terre se déplace plus vite ou plus lentement que la planète observée, il semble donc que la planète fasse marche arrière pendant un certain temps. Au fur et à mesure que la planète rattrape l'orbite de l'observateur, elle semble avancer à nouveau.
Bien qu'Aristarque de Samos ait proposé un modèle héliocentrique en 200 avant J.-C., Aristote a déclaré que le bon sens dictait un modèle géocentrique. En 2 après JC, Ptolémée affina le modèle d'Aristote et ajouta quelques éléments clés pour expliquer le mouvement rétrograde. Une planète en orbite autour de la Terre devrait également se déplacer sur une orbite plus petite autour de la trajectoire orbitale pour faire face au mouvement rétrograde. Ptolémée a appelé cela un épicycle, et il restera incontesté pendant près de 12 siècles. Au fil du temps, les données de mouvement planétaire sont devenues plus précises et les mathématiques derrière les épicycles ne correspondaient plus aux données observées. Le modèle copernicien a éliminé la complexité et l'imprécision des épicycles et est venu très près de correspondre aux données observées. Lorsque Johannes Kepler a montré que les planètes se déplacent en ellipses et non en cercles, le modèle copernicien fonctionnait parfaitement.
