邓恩描述的天体巨变大多是伽利略（1564—1642）一个人的杰作。1609年，他把一台简单的望远镜对准天空后，打破了大家已知并相信的一切界限。在大量的发现中，他率先观察到太阳黑子与太阳的自转，以及月球上的山峰与谷地，他也率先揭开了神秘的银河其实是许多的恒星，最惊人的是，他是第一个将木星视为小型的行星系统并绘制出其卫星轨道的人。伽利略在1610年将研究结果公之于世，这本著作有个诗意的名称：《 星际信使 》（Starry Messenger）。在这本简短的书中，他把哥白尼的日心论转变成为可证明的事实。

尽管有一些古希腊哲学家猜测地球是绕着太阳运行，但亚里士多德仍根据他的哲学观，认为地球静止不动而天空绕着它运转是令人安心的常识，不仅完美也永恒不变。古代最具影响力的天文学家托勒密，更在他极具影响力的天文圣经《 天文学大成 》中，支持亚里士多德的观念，包括将地球置于宇宙中心。这个观念就此开始盛行，一直到波兰天文学家哥白尼在他伟大的著作《 天体运行论 》中提出异议为止。哥白尼一直到1543年他快过世前才出版这本作品。

伽利略知道也了解哥白尼的新系统，不过他还是持续教授托勒密的地心论宇宙。1597年，他写信给天文学家开普勒，承认自己支持哥白尼，但仍不敢公开支持他的观念。伽利略并未公开表示自己支持哥白尼系统，直到13年后，他才在他的著作《 星际信使 》的结语中表明他的观点。

我们可以大致判断使伽利略不公开支持的势力。在此10年前，道明会的修道士布鲁诺（Giordano Bruno）就因为倡导地球环绕太阳而非静止地位于宇宙中心而被视为异端学说，在罗马被烧死于火刑柱上。天主教与萌芽中的新教教派认为，根据他们对《 圣经 》的解读，地球并不移动。

尽管小心翼翼，伽利略仍已为自己的革命性研究做好了万全准备。他已经证实自己是当代顶尖的数学家之一，在21岁的时候，他就设法改善阿基米德寻找不规则固体重心的方法。跟希腊哲学家和大多数的学者不同，他不只是通过逻辑，他还使用实验来验证或驳斥互相竞争的理论。他观察重物落地的情形（他可能并没有从比萨斜塔丢下重物，但是倒曾辛苦地计算球滚下斜面的时间）。他也设计了诸如温度计、机械计算装置，以及几何暨军事罗盘等仪器。他率先发现落体所走的距离会随时间的平方而增加，他还知道投射物的路径是一条抛物曲线。他在1604年、望远镜尚未问世的时代即已涉猎天文学，并证实了蛇遗座中有一颗新星落在月球之外的一个一般认为永恒不变的区域。伽利略的创新思维可能是受到他父亲文森西奥（Vincenzio）的影响，文森西奥花了十多年的时间才发表他对一种以新方法调整乐器音调的研究，这也是挑战亚里士多德以实验为基础的观念。

就像猎犬发现猎物一样，伽利略全力以望远镜进行观测。到了1610年秋天，他已经制造出将近100台望远镜，并将其中最好的送给欧洲各地具有影响力的人，希望能获得他们的支持。到该年年底前，他已经发现太阳黑子，并且因此发现了太阳的自转。这再度重创了亚里士多德认为天体跟地球上的物体不同、是永恒不变的主张。在驳斥一个反对哥白尼系统的强大论点的过程中，伽利略继续描述金星的盈亏。他也是第一位看到并绘制土星环的人，不过由于他的望远镜比较粗糙，所以无法分辨它们是环绕土星，还是与土星相连。

在伽利略一连串的发现下，在1611年时，有些反对哥白尼但心胸比较开放的人，例如克拉维思（Christopher Clavius），开始承认2000年来认定的宇宙秩序和概念基础已无法适用。然而，其他人却仍然反对伽利略的看法。伽利略在1610年4月向波隆那的天文学家展示他的望远镜。结果他们设法不观察土星的卫星，有些哲学家根本不肯用伽利略的仪器来观察，研究亚里士多德的专家克勒蒙尼尼（Cremonini）就是其中之一。