ในทางดาราศาสตร์ดาวฤกษ์( ภาษาละติน : stellae fixae ) คือแสง (จุดส่องสว่าง) ส่วนใหญ่เป็นดาวฤกษ์ที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าซึ่งดูเหมือนจะไม่เคลื่อนที่สัมพันธ์กันบนพื้นหลังมืดของท้องฟ้ายามค่ำคืนดาวฤกษ์นั้นแตกต่างจากแสงที่ดูเหมือนจะเคลื่อนที่สัมพันธ์กันและสัมพันธ์กับดาวฤกษ์ ซึ่งรวมถึงดาวเคราะห์และดาวหาง ดาวฤกษ์รวมถึงดาวฤกษ์ทั้งหมดที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ยกเว้นดวงอาทิตย์รวมทั้งแถบแสงจางๆ ของทางช้างเผือก เนื่องจากมีลักษณะคล้ายดาวเมื่อมองด้วยตาเปล่า เนบิวลาแต่ละแห่งและวัตถุในห้วงอวกาศลึก อื่นๆ ที่มองเห็นได้ จึงถูกนับรวมอยู่ในกลุ่มดาวฤกษ์ด้วย โดยประมาณ 6,000 ดวงสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าภายใต้สภาวะที่เหมาะสม

คำว่า"ดาวฤกษ์คงที่"เป็นคำที่ไม่ถูกต้องนักเพราะวัตถุบนท้องฟ้าเหล่านั้นไม่ได้อยู่คงที่เมื่อเทียบกับกันและกัน หรือเมื่อเทียบกับโลก เนื่องจากระยะทางที่ไกลมากจากโลก วัตถุเหล่านี้จึงดูเหมือนเคลื่อนที่ช้ามากบนท้องฟ้า จนการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งสัมพัทธ์ของพวกมันแทบจะสังเกตไม่เห็นในระยะเวลาของมนุษย์ เว้นแต่จะตรวจสอบอย่างละเอียดด้วยเครื่องมือ ที่ทันสมัย ​​เช่นกล้องโทรทัศน์ที่สามารถเปิดเผยการเคลื่อนที่ที่แท้จริง ของพวกมัน ได้ ดังนั้น จึงอาจถือได้ว่าพวกมัน "คงที่" สำหรับวัตถุประสงค์หลายอย่าง เช่นการนำทาง การทำแผนที่ดาว การวัดตำแหน่งทางดาราศาสตร์และการบอก เวลา

เนื่องจากระยะทางอันไกลโพ้นของวัตถุทางดาราศาสตร์ การมองเห็น ของมนุษย์จึงไม่สามารถรับรู้ถึง ความลึก สามมิติของอวกาศภายนอกได้ ทำให้เกิดความรู้สึกว่าดาวฤกษ์และวัตถุอื่นๆ นอกระบบสุริยะอยู่ห่างจากผู้สังเกตในระยะเท่ากัน ในประเพณีทางดาราศาสตร์ของฟิสิกส์แบบอริสโตเติลซึ่งครอบคลุมตั้งแต่กรีกโบราณจนถึงยุโรปยุคแรกๆ เชื่อกันว่าดาวฤกษ์คงที่นั้นติดอยู่บนทรงกลมท้องฟ้า ขนาดใหญ่ หรือท้องฟ้าซึ่งโคจรรอบโลกทุกวัน ดังนั้นจึงเรียกว่า "ทรงกลมของดาวฤกษ์คงที่" ซึ่งทำหน้าที่เป็นขอบเขตที่คาดการณ์ไว้ของจักรวาล ทั้งหมด เป็นเวลาหลายศตวรรษที่คำว่าดาวฤกษ์คงที่เป็นคำพ้องความหมายของทรงกลมท้องฟ้านั้น

หลายวัฒนธรรมโบราณสังเกตเห็นดาวฤกษ์ดวงใหม่ที่เรียกว่าโนวาซึ่งเป็นเบาะแสบางอย่างที่บ่งชี้ว่าท้องฟ้าไม่ได้คงที่อยู่ตลอดเวลา แต่เนื่องจากโนวาจะจางหายไปในไม่กี่สัปดาห์หรือหลายเดือน ปรากฏการณ์นี้จึงไม่เป็นที่เข้าใจในสมัยนั้น เช่นเดียวกับปรากฏการณ์ของดาวหาง ในดาราศาสตร์วิทยาศาสตร์ของยุโรป หลักฐานที่หักล้างทฤษฎีท้องฟ้าคงที่ถูกรวบรวมมาอย่างค่อยเป็นค่อยไปการปฏิวัติโคเปอร์นิคัสในทศวรรษ 1540 ได้จุดประกายความคิดของนักปรัชญาบางคนในกรีกโบราณและโลกอิสลามว่า ดาวฤกษ์นั้นแท้จริงแล้วเป็นดวงอาทิตย์ดวงอื่น อาจมีดาวเคราะห์เป็นของตัวเอง การค้นพบการเคลื่อนที่ที่แท้จริงของดาวฤกษ์ได้รับการประกาศในปี 1718 และมีการสงสัยเรื่องพารัลแลกซ์ในทศวรรษ 1670 แต่ได้รับการพิสูจน์อย่างแน่ชัดในทศวรรษ 1830 วัฒนธรรมอื่นๆ (เช่น ดาราศาสตร์จีน) อาจไม่เคยเชื่อในทรงกลมของดาวฤกษ์คงที่ หรือสร้างมันขึ้นมาในรูปแบบที่แตกต่างกัน (ดูจักรวาลวิทยา § จักรวาลวิทยาเชิงประวัติศาสตร์ )

ผู้คนในหลายวัฒนธรรมจินตนาการว่าดวงดาวที่สว่างที่สุดรวมตัวกันเป็นกลุ่มดาวซึ่งเป็นภาพที่ปรากฏบนท้องฟ้าดูเหมือนจะคงอยู่และมั่นคงด้วยเหตุนี้ กลุ่มดาวจึงถูกนำมาใช้เป็นเวลาหลายศตวรรษ และยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบัน เพื่อระบุบริเวณต่างๆ บนท้องฟ้ายามค่ำคืนโดยทั้งนักดาราศาสตร์ มืออาชีพและ มือสมัคร เล่น

นักปรัชญา พีทาโกเรียนมีความคิดเห็นที่แตกต่างกันหลายประการเกี่ยวกับโครงสร้างของจักรวาล แต่แต่ละความคิดเห็นล้วนมีทรงกลมของดาวฤกษ์คงที่เป็นขอบเขตฟิโลลาออส ( ประมาณ ศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช ) เสนอจักรวาลที่มีไฟกลางอยู่ที่ศูนย์กลางซึ่งมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ ดวงอาทิตย์ และดาวฤกษ์ทั้งหมดหมุนรอบไฟกลางนี้ โดยโลกเป็นวัตถุที่อยู่ใกล้ที่สุด^{[ 1 ]}ในระบบนี้ ดาวฤกษ์อยู่ในทรงกลมที่อยู่ไกลที่สุด ซึ่งก็หมุนเช่นกัน แต่หมุนช้าเกินกว่าจะสังเกตการเคลื่อนที่ได้ การเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์จึงอธิบายได้ด้วยการเคลื่อนที่ของโลกรอบไฟกลางแทน^{[ 1 ]}

เอคแฟนทอสแห่งซีราคิวส์ ( ประมาณ 400 ปีก่อนคริสตกาล ) นัก คิด ลัทธิพีทาโกเรียนอีกคนหนึ่ง เสนอระบบที่ค่อนข้างคล้ายกับของฟิโลลาออส แต่ไม่มีไฟกลาง แทนที่จะเป็นเช่นนั้น จักรวาลนี้มีโลกเป็นศูนย์กลาง ซึ่งโลกยังคงอยู่กับที่แต่หมุนรอบแกน ในขณะที่ดวงจันทร์ ดวงอาทิตย์ และดาวเคราะห์โคจรรอบโลก ^{[ 1 ]}ขอบเขตสุดท้ายของระบบนี้คือทรงกลมคงที่ของดวงดาว และการเคลื่อนที่ของดวงดาวที่รับรู้ได้นั้นเชื่อว่าเกิดจากการหมุนของโลก^{[ 1 ]}

จักรวาล ของเพลโต ( ประมาณ ค.ศ. 429  – ประมาณ ค.ศ. 347 ก่อนคริสต์ศักราช ) มีศูนย์กลางอยู่ที่โลกซึ่งอยู่นิ่งสนิท โดยสร้างขึ้นจากทรงกลมหลายชั้นซ้อนกัน ทรงกลมชั้นนอกสุดของระบบนี้ประกอบด้วยไฟและบรรจุดาวเคราะห์ทั้งหมด (ซึ่งตามที่เพลโตกล่าวไว้ รวมถึงดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ด้วย) ส่วนนอกสุดของทรงกลมนี้เป็นที่ตั้งของดวงดาว^{[ 2 ]}ทรงกลมแห่งไฟนี้หมุนรอบโลก โดยพาดวงดาวไปด้วย ความเชื่อที่ว่าดวงดาวอยู่กับที่ในทรงกลมแห่งไฟนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อระบบทั้งหมดของเพลโต ตำแหน่งของดวงดาวถูกใช้เป็นจุดอ้างอิงสำหรับการเคลื่อนที่ของวัตถุบนท้องฟ้าทั้งหมด และใช้ในการสร้างแนวคิดของเพลโตเกี่ยวกับดาวเคราะห์ที่มีการเคลื่อนที่หลายแบบ^{[ 3 ]}

ยูโดซัสศิษย์ของเพลโต เกิดราว 400 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 4 ]}เขาเป็นนักคณิตศาสตร์และนักดาราศาสตร์ เขาสร้างแบบ จำลองระบบดาวเคราะห์ แบบศูนย์กลางทรงกลม รุ่นแรกๆ โดยอาศัยพื้นฐานความรู้ด้านคณิตศาสตร์ของเขา แบบจำลองของยูโดซัสเป็นแบบศูนย์กลางโลก โดยโลกเป็นทรงกลมคงที่อยู่ที่ศูนย์กลางของระบบ ล้อมรอบด้วยทรงกลมหมุน 27 ลูก^{[ 4 ]}ทรงกลมที่อยู่ไกลที่สุดมีดาวฤกษ์ ซึ่งเขาประกาศว่าดาวฤกษ์เหล่านั้นคงที่อยู่ภายในทรงกลม ดังนั้น แม้ว่าดาวฤกษ์จะเคลื่อนที่ไปรอบโลกโดยทรงกลมที่พวกมันอยู่ แต่ตัวดาวฤกษ์เองไม่ได้เคลื่อนที่และจึงถือว่าคงที่^{[ 5 ]}

อริสโตเติลผู้มีชีวิตอยู่ระหว่างปี 384 ถึง 322 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 4 ]}ได้ศึกษาและเผยแพร่แนวคิดที่คล้ายคลึงกับเพลโต โดยอิงจากระบบของยูโดซัส แต่เขาได้ปรับปรุงแนวคิดเหล่านั้นผ่านหนังสือMetaphysicsและOn the Heavensที่เขียนขึ้นราวปี 350 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 4 ]}เขาอ้างว่าทุกสิ่งมีวิธีการเคลื่อนที่ (รวมถึง "เทหวัตถุ" หรือดาวเคราะห์) แต่เขาปฏิเสธว่าการเคลื่อนที่นั้นเกิดจากสุญญากาศ เพราะถ้าเป็นเช่นนั้น วัตถุจะเคลื่อนที่เร็วเกินไปและไม่มีทิศทางที่สมเหตุสมผล^{[ 4 ]}เขากล่าวว่าทุกสิ่งถูกขับเคลื่อนด้วยบางสิ่งบางอย่าง และเริ่มสำรวจแนวคิดที่คล้ายกับแรงโน้มถ่วง เขาเป็นหนึ่งในคนแรกๆ ที่โต้แย้ง (และพิสูจน์) ว่าโลกกลม โดยอาศัยการสังเกตการณ์สุริยุปราคาและการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ สัมพันธ์กับโลก^{[ 4 ]}เขาสรุปว่าดาวเคราะห์ส่วนใหญ่เคลื่อนที่ ในวงกลม

จักรวาลของเขาเป็นแบบโลกเป็นศูนย์กลาง โดยมีโลกอยู่ตรงกลาง ล้อมรอบด้วยชั้นน้ำและอากาศ ซึ่งล้อมรอบด้วยชั้นไฟที่เติมเต็มอวกาศจนถึงดวงจันทร์^{[ 5 ]}อริสโตเติลยังเสนอธาตุที่ห้าที่เรียกว่า "อีเธอร์" ซึ่งเชื่อกันว่าประกอบขึ้นเป็นดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ และดวงดาว^{[ 4 ]}อย่างไรก็ตาม อริสโตเติลเชื่อว่าในขณะที่ดาวเคราะห์หมุนรอบตัวเอง ดวงดาวยังคงอยู่กับที่ เขาให้เหตุผลว่าหากวัตถุขนาดใหญ่เช่นนี้เคลื่อนที่ จะต้องมีหลักฐานที่สังเกตได้จากโลกอย่างแน่นอน^{[ 6 ]}อย่างไรก็ตาม เราไม่สามารถได้ยินเสียงการเคลื่อนที่ของดวงดาว และเราไม่สามารถมองเห็นความคืบหน้าของพวกมันได้ ดังนั้น อริสโตเติลจึงสรุปว่า แม้ว่าดวงดาวอาจถูกดาวเคราะห์ทำให้เคลื่อนที่ แต่พวกมันไม่ได้เคลื่อนที่ด้วยตัวเอง เขาเขียนไว้ในหนังสือว่าด้วยสวรรค์ว่า "หากดวงดาวเคลื่อนที่ด้วยปริมาณของอากาศหรือไฟ...เสียงที่พวกมันสร้างขึ้นจะดังมหาศาลอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และเมื่อเป็นเช่นนั้น เสียงนั้นจะไปถึงและทำลายสิ่งต่างๆ บนโลก" ^{[ 7 ]}ทฤษฎีของเขาที่ว่าดวงดาวอาจถูกพาไปแต่ถูกตรึงไว้และไม่เคลื่อนที่หรือหมุนอย่างอิสระนั้นได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในช่วงระยะเวลาหนึ่ง

อริสตาร์คัส (ศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสต์ศักราช) เสนอแนวคิดจักรวาลแบบเฮลิโอเซนทริก ในยุคแรก ซึ่งต่อมาได้เป็นแรงบันดาลใจให้กับงานของโคเปอร์นิคัสในแบบจำลองของเขาดวงอาทิตย์ซึ่งอยู่นิ่งสนิทตั้งอยู่ตรงกลาง และดาวเคราะห์ทั้งหมดโคจรรอบดวงอาทิตย์^{[ 8 ]}นอกเหนือจากดาวเคราะห์แล้ว ยังมีทรงกลมของดาวฤกษ์คงที่ซึ่งอยู่นิ่งเช่นกัน ระบบนี้เสนอแนวคิดที่เป็นเอกลักษณ์อีกสองประการนอกเหนือจากการเป็นระบบเฮลิโอเซนทริก คือ โลกหมุนรอบตัวเองทุกวันเพื่อสร้างกลางวัน กลางคืน และการเคลื่อนที่ที่รับรู้ได้ของเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ และทรงกลมของดาวฤกษ์คงที่ที่ขอบของมันอยู่ห่างจากศูนย์กลางอย่างมหาศาล^{[ 9 ]}ระยะทางอันมหาศาลนี้ต้องสันนิษฐานขึ้นเนื่องจากพบว่าดาวฤกษ์ไม่มีพารัลแลกซ์ซึ่งสามารถอธิบายได้ด้วยระบบโลกเป็นศูนย์กลางหรือระยะทางอันมหาศาลที่สร้างพารัลแลกซ์ที่เล็กเกินกว่าจะวัดได้

ปโตเลมี (ค.ศ. 100–175) [ ^{5 ] สรุป}ความคิดเกี่ยวกับจักรวาลผ่านแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และหนังสือMathematical Syntaxis ของเขา ซึ่งเป็นที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อAlmagest ^{[ 4 ]}หนังสือเล่มนี้เขียนขึ้นราวปี ค.ศ. 150 และปโตเลมีประกาศว่าตำแหน่งของดวงดาวที่สัมพันธ์กันและระยะห่างระหว่างกันยังคงไม่เปลี่ยนแปลงจากการหมุนของท้องฟ้า^{[ 5 ]}เขาใช้วิธีการคำนวณระยะห่างระหว่างดวงดาวโดยใช้สุริยุปราคา และคำนวณระยะห่างของดวงจันทร์โดยอาศัยการสังเกตพาราแลกซ์^{[ 10 ]}หลังจากนั้นไม่นาน เขาได้เขียนหนังสือภาคต่อชื่อPlanetary Hypotheses ^{[ 10 ]}

ปโตเลมีใช้และเขียนเกี่ยวกับระบบศูนย์กลางโลก โดยอาศัยฟิสิกส์แบบอริสโตเติลดั้งเดิมเป็นอย่างมาก^{[ 10 ]}แต่ใช้เครื่องมือที่ซับซ้อนกว่าที่เรียกว่าdeferent และ epicyclesซึ่งเขายืมมาจากงานก่อนหน้าของนักเรขาคณิตApollonius แห่ง Pergaและนักดาราศาสตร์Hipparchus แห่ง Nicaea [ ^{11 ] เขา}ประกาศว่าดวงดาวนั้นคงที่อยู่ภายในทรงกลมท้องฟ้า แต่ทรงกลมเหล่านั้นไม่ได้คงที่ การหมุนของทรงกลมเหล่านี้จึงอธิบายการเคลื่อนไหวที่ละเอียดอ่อนของกลุ่มดาวตลอดทั้งปี^{[ 5 ]}

Martianus Capella (มีชีวิตอยู่ราว ค.ศ. 410–420) อธิบายแบบจำลองศูนย์กลางโลกที่ได้รับการแก้ไข โดยที่โลกอยู่นิ่งในศูนย์กลางของจักรวาลและล้อมรอบด้วยดวงจันทร์ ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์สามดวง และดวงดาว ในขณะที่ดาวพุธและดาวศุกร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยทั้งหมดล้อมรอบด้วยทรงกลมของดาวฤกษ์คงที่^{[ 12 ]} แบบจำลองของเขาไม่ได้รับ การ ยอมรับอย่างกว้างขวาง แม้ว่าเขาจะมีอำนาจก็ตาม เขาเป็น หนึ่ง ในผู้พัฒนาระบบศิลปะเสรี เจ็ดแขนงแรกๆ ได้แก่ ตรีวิชา (ไวยากรณ์ ตรรกศาสตร์และวาทศิลป์ ) และจตุรวิชา(เลขคณิตเรขาคณิตดนตรีดาราศาสตร์ ) ซึ่งเป็นโครงสร้างการศึกษาในยุคกลางตอนต้น^{[ 13 ]}ถึงกระนั้น ผลงานสารานุกรมเพียงชิ้นเดียวของเขาDe nuptiis Philologiae et Mercurii ("ว่าด้วยการแต่งงานของภาษาศาสตร์และปรอท") หรือที่เรียกว่าDe septem disciplinis ("ว่าด้วยเจ็ดสาขาวิชา") ได้รับการอ่าน สอน และวิจารณ์กันตลอดช่วงต้นยุคกลาง และมีส่วนกำหนดรูปแบบการศึกษาของยุโรปในช่วงต้นยุคกลางและยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาการแคโรลิง^{[ 14 ]}

นิโคลาอุส โคเปอร์นิคัส (1473–1543) สร้างระบบสุริยจักรวาลที่ประกอบด้วยทรงกลมซึ่งบรรจุเทห์ฟากฟ้าแต่ละดวง^{[ 15 ]}ทรงกลมสุดท้ายในแบบจำลองของเขาคือทรงกลมของดาวฤกษ์คงที่ ทรงกลมสุดท้ายนี้มีขนาดใหญ่ที่สุดในจักรวาลของเขา ทั้งในแง่ของเส้นผ่านศูนย์กลางและความหนา ทรงกลมของดาวฤกษ์นี้คงที่อย่างสมบูรณ์ เนื่องจากดาวฤกษ์ฝังอยู่ในทรงกลม และทรงกลมเองก็ไม่เคลื่อนที่^{[ 15 ]}ดังนั้น การเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ที่รับรู้ได้จึงเกิดจากการหมุนรอบแกนของโลกในแต่ละวัน

ระบบจักรวาลของไทโค บราเฮ (1546–1601) เรียกว่า "จีโอ-เฮลิโอเซนทริก" เนื่องจากมีโครงสร้างสองส่วน^{[ 9 ]}ศูนย์กลางของระบบนี้คือโลกที่อยู่กับที่ ซึ่งมีดวงจันทร์และดวงอาทิตย์โคจรรอบโลก จากนั้นดาวเคราะห์จะโคจรรอบดวงอาทิตย์ ในขณะที่ดวงอาทิตย์โคจรรอบโลก นอกเหนือจากเทหวัตถุบนท้องฟ้าเหล่านี้ทั้งหมดคือทรงกลมของดาวฤกษ์ที่อยู่กับที่^{[ 16 ]}ทรงกลมนี้หมุนรอบโลกที่อยู่กับที่ ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์บนท้องฟ้าที่เรารับรู้ได้^{[ 16 ]}ระบบนี้มีคุณสมบัติที่น่าสนใจคือ ดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ไม่สามารถบรรจุอยู่ในทรงกลมแข็งได้ (ทรงกลมของพวกมันจะชนกัน) แต่ดาวฤกษ์กลับถูกแสดงว่าบรรจุอยู่ในทรงกลมคงที่ที่ขอบเขตของจักรวาล^{[ 16 ]}

โยฮันเนส เคปเลอร์ (1571–1630) เป็นผู้ศรัทธาในทฤษฎีของโคเปอร์นิคัส โดยปฏิบัติตามแบบจำลองและแนวคิดของโคเปอร์นิคัสและพัฒนาต่อยอด^{[ 4 ]}เขายังเป็นผู้ช่วยของไทโค บราเฮ และสามารถเข้าถึงการวัดที่แม่นยำของผู้อุปถัมภ์ของเขาในฐานข้อมูลการสังเกตการณ์ของเขาได้หนังสือ Mysterium cosmographicum ของเคปเลอร์ (1596) ซึ่งเป็นการปกป้องระบบโคเปอร์นิคัสอย่างแข็งขัน ยังคงมีภาพที่ระบุว่าทรงกลมท้องฟ้าชั้นนอกสุดคือSphaera Stellar Fixarซึ่งเป็นภาษาละตินแปลว่าทรงกลมของดาวฤกษ์คงที่ ตามความเชื่อที่มีมายาวนานในทรงกลมดังกล่าว

มุมมองนี้ถูกแทนที่ในภายหลังในหนังสือAstronomia nova (1609) ของเขา ซึ่งเขากำหนดกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ [ ^{17 ] ซึ่งเป็นพื้นฐานทางคณิตศาสตร์สำหรับ} ตาราง Rudolphineของเขาเองซึ่งเป็นตารางการทำงานที่สามารถแสดงตำแหน่งของดาวเคราะห์ได้^{[ 10 ]}กฎของเคปเลอร์เป็นจุดเปลี่ยนในการพิสูจน์ว่าทฤษฎีและแบบจำลองจักรวาลแบบโลกเป็นศูนย์กลาง (หรือแบบปโตเลมี) เก่าๆ นั้นไม่ถูกต้องในที่สุด^{[ 18 ] ซึ่ง}ได้รับการสนับสนุนจากการใช้กล้องโทรทรรศน์ ครั้งแรก โดยกาลิเลโอ กาลิเลอี ผู้ร่วมสมัยของเขา ซึ่งเป็นผู้สนับสนุนโคเปอร์นิคัสเช่นกัน

ชาวกรีกยุคแรก เช่นเดียวกับวัฒนธรรมโบราณอื่นๆ อีกมากมาย คิดว่าท้องฟ้าเป็นโครงสร้างรูปโดมขนาดใหญ่ที่อยู่สูงจากยอดเขาสูงเพียงไม่กี่เมตรตำนานของแอตลาสเล่าว่าไททันผู้ นี้ แบกท้องฟ้าทั้งหมดไว้บนบ่าของเขา^{[ 19 ]}

ประมาณ 560 ปีก่อนคริสตกาลอนาซิแมนเดอร์เป็นคนแรกที่นำเสนอระบบที่วัตถุบนท้องฟ้าโคจรในระยะทางที่แตกต่างกัน แต่เขาเข้าใจผิดคิดว่าดวงดาวอยู่ใกล้โลกมากกว่า (ประมาณ 9 ถึง 10 เท่าของขนาดโลก) มากกว่าดวงจันทร์ (18–19 เท่า) และดวงอาทิตย์ (27–28 เท่า) ^{[ 20 ]}อย่างไรก็ตามพีทาโกเรียน รุ่นหลัง อย่างฟิโลเลาส์ประมาณ 400 ปีก่อนคริสตกาล ก็ได้จินตนาการถึง จักรวาล ที่มีวัตถุโคจร^{[ 21 ]} โดยสันนิษฐานว่าดาวฤกษ์ที่อยู่กับที่ นั้น อย่างน้อยก็อยู่ไกลกว่าดวงจันทร์ ดวงอาทิตย์ และ ดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ เล็กน้อย

ในขณะเดียวกัน ประมาณ 450 ปีก่อนคริสตกาลอนาซาโกราสเป็นนักปรัชญาคนแรกที่พิจารณาว่าดวงอาทิตย์เป็นวัตถุขนาดใหญ่ (ใหญ่กว่าแผ่นดินเพโลปอนเนซ^{[ 22 ]} ) และด้วยเหตุนี้จึงตระหนักว่ามันอาจอยู่ห่างจากโลกมากเพียงใด เขาเสนอว่าดวงจันทร์เป็นหินจึงทึบแสงและอยู่ใกล้โลกมากกว่าดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นคำอธิบายที่ถูกต้องเกี่ยวกับการเกิดสุริยุปราคา^{[ 23 ]}เนื่องจากดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ถูกมองว่าเป็นวัตถุทรงกลม และเนื่องจากพวกมันไม่ชนกันในระหว่างสุริยุปราคานี่จึงหมายความว่าอวกาศภายนอกควรมีความลึกที่แน่นอนและไม่แน่นอน

ในราวปี 380 ก่อนคริสต์ศักราช ยูโดซัสแห่งคนิดัสได้คิดค้นแบบจำลองทางเรขาคณิต-คณิตศาสตร์สำหรับการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์โดยอิงจากทรงกลมศูนย์กลาง ร่วมกัน (เชิงแนวคิด) ที่มีโลกเป็น ศูนย์กลาง ^{[ 24 ]}และในราวปี 360 ก่อนคริสต์ศักราช เพลโตได้กล่าวในหนังสือ Timaeus ของเขา ว่าวงกลมและทรงกลมเป็นรูปทรงที่เหมาะสมที่สุดของจักรวาล และโลกอยู่ตรงกลางและดวงดาวก่อตัวเป็นเปลือกนอกสุด ตามด้วยดาวเคราะห์ ดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์^{[ 25 ]}

ประมาณ 350 ปีก่อนคริสตกาล อริสโตเติลได้ปรับเปลี่ยนแบบจำลองของยูโดซัสโดยสมมติว่าทรงกลมเป็นวัสดุและเป็นผลึก^{[ 26 ]}เขาสามารถอธิบายทรงกลมสำหรับดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ได้ อย่างไรก็ตาม ทรงกลมของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ตัดกัน อริสโตเติลแก้ปัญหานี้โดยการแนะนำทรงกลมที่คลี่ออก ด้วยอุปกรณ์ทั้งหมดนี้ และแม้จะสมมติว่าดาวเคราะห์เป็นจุดเดียวคล้ายดาวฤกษ์ ทรงกลมของดาวฤกษ์คงที่ควรจะอยู่ไกลกว่าที่เคยคิดไว้โดยปริยาย

ประมาณ 280 ปีก่อนคริสตกาล อริสตาร์คัสแห่งซามอสได้เสนอการอภิปรายที่ชัดเจนครั้งแรกเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของจักรวาลแบบเฮลิโอเซนทริก [ ^{27 ]}และด้วยวิธีการทางเรขาคณิต เขาได้ประมาณรัศมีวงโคจรของดวงจันทร์ไว้ที่ 60 เท่าของรัศมีโลก และรัศมีทางกายภาพของดวง ^{จันทร์}เป็นหนึ่งในสามของโลก เขาพยายามวัดระยะทางไปยังดวงอาทิตย์อย่างไม่แม่นยำ แต่ก็เพียงพอที่จะยืนยันได้ว่าดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่กว่าโลกมากและอยู่ไกลกว่าดวงจันทร์มาก ดังนั้นวัตถุขนาดเล็กอย่างโลกจึงต้องโคจรรอบวัตถุขนาดใหญ่อย่างดวงอาทิตย์ ไม่ใช่ในทางตรงกันข้าม^{[ 28 ]}เหตุผลนี้ทำให้เขายืนยันว่า เนื่องจากดาวฤกษ์ไม่แสดงพารัลแลกซ์ ที่ชัดเจน เมื่อมองจากโลกตลอดทั้งปี พวกมันจึงต้องอยู่ไกลจากพื้นผิวโลกมาก ๆ และสมมติว่าพวกมันทั้งหมดอยู่ห่างจากเราในระยะทางเดียวกัน เขาจึงให้การประมาณค่าแบบสัมพัทธ์

ตามแนวคิดระบบสุริยะจักรวาลที่ยึดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของอริสตาร์คัส (แต่ไม่ได้สนับสนุนอย่างชัดเจน) ประมาณ 250 ปีก่อนคริสตกาล อาร์คิมิดีสในงานเขียน เรื่อง "เครื่องคำนวณทราย"ได้คำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของจักรวาลที่ยึดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางไว้ว่ามีขนาดประมาณ10 × 10 ¹⁴  สเตเดีย (ในหน่วยสมัยใหม่ ประมาณ 2 ปีแสง )18.93 × 10 ¹²  กม .11.76 × 10 ¹²  ไมล์ ) ^{[ 29 ]}

ตามคำกล่าวของอาร์คิมีเดสเอง:

สมมติฐานของเขา [อริสตาร์คัส] คือดาวฤกษ์และดวงอาทิตย์ยังคงอยู่กับที่ โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์บนเส้นรอบวงของวงกลม โดยดวงอาทิตย์อยู่ตรงกลางวงโคจร และทรงกลมของดาวฤกษ์ซึ่งมีจุดศูนย์กลางเดียวกับดวงอาทิตย์นั้นมีขนาดใหญ่มากจนวงกลมที่เขาสมมติว่าโลกโคจรรอบนั้นมีสัดส่วนกับระยะห่างของดาวฤกษ์เช่นเดียวกับที่จุดศูนย์กลางของทรงกลมมีสัดส่วนกับพื้นผิวของมัน^{[ 30 ]}

ประมาณ 210 ปีก่อนคริสตกาลอพอลโลนิอุสแห่งเปอร์กาได้แสดงให้เห็นถึงความเท่าเทียมกันของคำอธิบายสองแบบของการเคลื่อนที่ย้อนกลับที่ปรากฏของดาวเคราะห์ (โดยสมมติแบบจำลองศูนย์กลางโลก): แบบหนึ่งใช้วงโคจรวงรี และอีกแบบใช้วงโคจรวงรีและวงโคจรย่อย^{[ 11 ]}

ในศตวรรษต่อมา การวัดขนาดและระยะทางของโลกและดวงจันทร์ดีขึ้น ประมาณ 200 ปีก่อนคริสตกาลเอราโตสเธเนสได้กำหนดว่ารัศมีของโลกอยู่ที่ประมาณ 6,400 กม. (4,000 ไมล์) ^{[ 31 ]}ประมาณ 150 ปีก่อนคริสตกาลฮิปปาร์คัสใช้พาราแลกซ์เพื่อกำหนดว่าระยะทางไปยังดวงจันทร์อยู่ที่ประมาณ 380,000 กม. (236,100 ไมล์) ^{[ 32 ]}ซึ่งเกือบตรงกับอริสตาร์คัส สิ่งนี้กำหนดรัศมีขั้นต่ำสำหรับทรงกลมของดาวฤกษ์คงที่ที่ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของโลกกับดวงจันทร์ บวกกับรัศมีของดวงจันทร์ (ประมาณ 1/3 ของรัศมีโลก) บวกกับความกว้างของดวงอาทิตย์ (อย่างน้อยก็เท่ากับดวงจันทร์) บวกกับความหนาที่ไม่แน่นอนของทรงกลมของดาวเคราะห์ (เชื่อกันว่าบาง) รวมเป็นประมาณ 386,400 กม. (240,100 ไมล์) ตัวเลขนี้ต่ำกว่าการคำนวณของอาร์คิมิดีสประมาณ 24,500,000 เท่า

ประมาณปี ค.ศ. 130 ปโตเลมีได้นำวงโคจรย่อยของอพอลโลเนียสมาใช้ในแบบจำลองโลกเป็นศูนย์กลางของ เขา ^{[ 33 ]}วงโคจรย่อยถูกอธิบายว่าเป็นวงโคจรซ้อนวงโคจร ตัวอย่างเช่น เมื่อมองดูดาวศุกร์ ปโตเลมีอ้างว่ามันโคจรรอบโลก และในขณะที่มันโคจรรอบโลก มันก็ยังโคจรรอบวงโคจรเดิมโดยอาศัยทรงกลมท้องถิ่นขนาดเล็กอีกอันหนึ่ง (ปโตเลมีเน้นย้ำว่าการเคลื่อนที่ของวงโคจรย่อยนี้ใช้ไม่ได้กับดวงอาทิตย์) กลไกนี้ทำให้ทรงกลมท้องฟ้า แต่ละอันขยาย ใหญ่ขึ้น ทำให้ทรงกลมด้านนอกของดาวฤกษ์คงที่ใหญ่ขึ้นไปอีก

เมื่อนักวิชาการนำวงโคจรย่อยของปโตเลมีมาใช้ พวกเขาสันนิษฐานว่าทรงกลมของดาวเคราะห์แต่ละดวงมีความหนาพอดีที่จะรองรับวงโคจรย่อยเหล่านั้นได้^{[ 34 ]}โดยการรวมแบบจำลองทรงกลมซ้อนกันนี้เข้ากับการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ นักวิชาการคำนวณสิ่งที่กลายเป็นค่าที่ยอมรับกันโดยทั่วไปในขณะนั้นสำหรับระยะทางไปยังดวงอาทิตย์: ประมาณ 4 ล้านกิโลเมตร (2.5 ล้านไมล์) และไปยังขอบจักรวาล: ประมาณ 73 ล้านกิโลเมตร (45 ล้านไมล์) ^{[ 35 ]}ซึ่งยังคงน้อยกว่าอาร์คิมิดีสประมาณ 130,000 เท่า

วิธีการของปโตเลมีที่เขียนไว้ในAlmagest ของเขา นั้นแม่นยำพอที่จะทำให้ไม่มีใครโต้แย้งได้เป็นส่วนใหญ่เป็นเวลากว่า 1,500 ปี^{[ 36 ]}แต่ในช่วงยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาการ ของยุโรป ความเป็นไปได้ที่ทรงกลมขนาดใหญ่เช่นนี้จะโคจรรอบโลกครบ 360° ได้ภายในเวลาเพียง 24 ชั่วโมงนั้นถือว่าไม่น่าเป็นไปได้^{[ 37 ]}และประเด็นนี้เป็นหนึ่งในข้อโต้แย้งของนิโคลัส โคเปอร์นิคัสในการละทิ้งแบบจำลองโลกเป็นศูนย์กลางที่มีมานานหลายศตวรรษ

ขอบเขตบนสุดที่เคยกำหนดไว้คือโดยนักดาราศาสตร์ชาวยิวLevi ben Gershon (Gersonides) ซึ่งประมาณปี ค.ศ. 1300 ได้ประเมินระยะทางไปยังดาวฤกษ์คงที่ว่าไม่น้อยกว่า 159,651,513,380,944 รัศมีโลก หรือประมาณ 100,000 ปีแสงในหน่วยสมัยใหม่^{[ 38 ]}นี่เป็นการประมาณค่าที่สูงเกินไป แม้ว่าในจักรวาลจริงจะมีดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลกว่าระยะทางนั้น ทั้งในทางช้างเผือก (กว้างกว่าประมาณสามเท่า) และกาแล็กซี ภายนอกทั้งหมด แต่ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกที่สุด (นอกเหนือจากดวงอาทิตย์) คือProxima Centauri ซึ่งอยู่ห่างออก ไปเพียงประมาณ 4.25 ปีแสงเท่านั้น

ความพยายามที่จะอธิบายจักรวาลนั้นมาจากการสังเกตวัตถุที่พบในท้องฟ้า วัฒนธรรมต่างๆ ในอดีตมีเรื่องราวมากมายเพื่อตอบคำถามเกี่ยวกับสิ่งที่พวกเขากำลังเห็นตำนานนอร์สมี ต้นกำเนิดมาจากยุโรปเหนือ บริเวณที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ของภูมิภาค สแกนดิเนเวียและเยอรมนี ตอนเหนือ ในปัจจุบันตำนานนอร์สประกอบด้วยนิทานและตำนานที่ได้มาจาก ภาษา นอร์สโบราณซึ่งเป็นภาษาเยอรมันตอนเหนือจากยุคกลางมีชุดข้อความที่เขียนด้วยภาษานอร์สโบราณซึ่งประกอบด้วยบทกวี [35] บทจากประเพณีปากเปล่า^{[ 39 ]}ในหมู่นักประวัติศาสตร์ดูเหมือนจะมีการคาดเดาเกี่ยวกับวันที่เฉพาะเจาะจงของบทกวีที่เขียนขึ้น อย่างไรก็ตาม บันทึกโดยประมาณของข้อความนั้นอยู่ในช่วงต้นศตวรรษที่สิบสาม^{[ 40 ]}แม้ว่าประเพณีปากเปล่าในการถ่ายทอดนิทานจะมีอยู่มานานก่อนการมาถึงของต้นฉบับข้อความและฉบับพิมพ์

ในบรรดาข้อความที่หลงเหลืออยู่ มีการกล่าวถึงเทพเจ้าในตำนานโอดินนักวิชาการได้เล่าเรื่องราวของตำนานการสร้างโลกของเทพเจ้าเอซีร์ ซึ่งรวมถึงแนวคิดเรื่องดวงดาวคงที่ที่พบในเทเลโอโลยีของเรื่องราว แพดาริก โคลัม ได้เขียนหนังสือชื่อThe Children of Odinซึ่งเล่าเรื่องราวโดยละเอียดเกี่ยวกับวิธีที่เทพเจ้าเอซีร์นำยักษ์ชื่อยมีร์ไปสู่ความตายและสร้างโลกจากร่างของเขา โดยนำประกายไฟจากมุสเปลไฮม์ อันร้อนแรง หรือดวงดาวคงที่ มาติด ไว้บนโดมแห่งท้องฟ้า ซึ่งก็คือกะโหลกของยมีร์^{[ 41 ]}ตำนานการสร้างโลกของชาวนอร์สเป็นหนึ่งในหลายกรณีที่ถือว่าดวงดาวคงที่อยู่บนทรงกลมที่อยู่นอกโลก วรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ในภายหลังแสดงให้เห็นถึงความคิดทางดาราศาสตร์ที่ยังคงรักษาแนวคิดนี้ไว้จนถึงศตวรรษที่สิบเจ็ด

ความรู้ทางดาราศาสตร์ของโลกตะวันตกนั้นมีพื้นฐานมาจากความคิดดั้งเดิมจากการศึกษาเชิงปรัชญาและการสังเกตการณ์ในสมัยกรีก โบราณ วัฒนธรรมอื่นๆ ก็มีส่วนร่วมในความคิดเกี่ยวกับดวงดาวเช่นกัน รวมถึงชาวบาบิโลน ซึ่งสร้าง แผนที่ กลุ่มดาว ขึ้นในช่วงศตวรรษที่ 18 ถึง 6 ก่อนคริสต์ศักราช แผนที่ดวงดาวและแนวคิดเกี่ยวกับเรื่องราวในตำนานเพื่ออธิบายดวงดาวเหล่านั้นแพร่หลายไปทั่วโลกและในหลายวัฒนธรรม สิ่งหนึ่งที่เหมือนกันระหว่างพวกเขาทั้งหมดคือความเข้าใจเบื้องต้นว่าดวงดาวนั้นคงที่และไม่เคลื่อนที่ในจักรวาล

ความเข้าใจนี้ถูกรวมเข้าไว้ในแบบจำลองเชิงทฤษฎีและการแสดงทางคณิตศาสตร์ของจักรวาลโดยนักปรัชญาเช่นอนาซิแมนเดอร์และอริสโตเติลจากกรีกโบราณ อนาซิแมนเดอร์เสนอลำดับดั้งเดิม (และผิดพลาด) ของวัตถุท้องฟ้าเหนือโลกดังนี้: ชั้นที่ใกล้ที่สุดก่อนมีดาวฤกษ์คงที่และดาวเคราะห์ จากนั้นอีกชั้นหนึ่งมีดวงจันทร์ และสุดท้ายชั้นนอกสุดมีดวงอาทิตย์ สำหรับเขาดาวฤกษ์เช่นเดียวกับดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ เป็นช่องเปิดของ "การควบแน่นรูปวงล้อที่เต็มไปด้วยไฟ" ^{[ 42 ]}แบบจำลองระบบดาวเคราะห์อื่นๆ ในภายหลังทั้งหมดแสดงให้เห็นทรงกลมท้องฟ้าที่มีดาวฤกษ์คงที่อยู่บริเวณขอบนอกสุดของจักรวาล ภายในนั้นมีดวงดาวเคลื่อนที่อื่นๆ ทั้งหมด

เพลโตอริสโตเติล และนักคิดชาวกรีกโบราณคนอื่นๆ รวมถึงแบบจำลองจักรวาลของปโตเลมี ในภายหลัง แสดงให้เห็นว่าจักรวาลมีโลกเป็นศูนย์กลาง ปโตเลมีมีอิทธิพลอย่างมากจากงานเขียนเชิงคณิตศาสตร์ของเขาเรื่อง อัลมาเกสต์ (Almagest ) ซึ่งพยายามอธิบายความแปลกประหลาดของดาวฤกษ์ที่เคลื่อนที่ ดาวฤกษ์ที่ "เร่ร่อน" เหล่านี้ หรือดาวเคราะห์ เคลื่อนที่ผ่านฉากหลังของดาวฤกษ์คงที่ซึ่งกระจายอยู่ตามทรงกลมที่ล้อมรอบจักรวาล มุมมองแบบโลก เป็น ศูนย์กลางนี้ ได้รับการยอมรับตลอดช่วงยุคกลาง และต่อมาถูกโต้แย้งโดยนักดาราศาสตร์และนักคณิตศาสตร์รุ่นหลัง เช่นนิโคลาอุส โคเปอร์นิคัสและโยฮันเนส เคปเลอร์ซึ่งท้าทายมุมมองแบบโลกเป็นศูนย์กลางที่ยึดถือกันมาอย่างยาวนาน และสร้างจักรวาลที่มีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อ ระบบ สุริยจักรวาลแนวคิดดั้งเดิมที่ปรากฏในระบบจักรวาลเหล่านี้ทั้งหมด แม้จะมีกลไกที่แตกต่างกัน ก็คือการมีอยู่ของทรงกลมของดาวฤกษ์คงที่

ในศตวรรษที่สิบหก นักเขียนหลายคนที่ได้รับแรงบันดาลใจจากโคเปอร์นิคัส เช่นโทมัส ดิกเกส [ ^{43 ] จิ}ออร์ดาโน บรูโน^{[ 44 ]}และวิลเลียม กิลเบิร์ต^{[ 37 ]}ได้โต้แย้งถึงจักรวาลที่ขยายออกไปอย่างไม่มีที่สิ้นสุดหรือแม้แต่ไม่มีที่สิ้นสุด โดยมีดาวดวงอื่นเป็นดวงอาทิตย์ที่อยู่ห่างไกล ปูทางไปสู่การดูหมิ่นทรงกลมของอริสโตเติลเกี่ยวกับดาวฤกษ์คงที่ (นี่เป็นการฟื้นฟูความเชื่อที่^เดโมคริตุสเอปิคูรัส [ ^{45 ]}และฟัคร อัล-ดิน อัล-ราซี^{[ 46 ]} ยึดถือ )

การศึกษาท้องฟ้าได้รับการปฏิวัติด้วยการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ กล้องโทรทรรศน์ ได้ รับการพัฒนาครั้งแรกในปี ค.ศ. 1608 กาลิเลโอ กาลิเลอีได้ยินเรื่องนี้และสร้างกล้องโทรทรรศน์ขึ้นเอง^{[ 10 ]}เขาสังเกตเห็นทันทีว่าดาวเคราะห์ไม่ได้เรียบเนียนอย่างสมบูรณ์แบบ ซึ่งเป็นทฤษฎีที่อริสโตเติลเคยเสนอไว้ก่อนหน้านี้^{[ 10 ]}เขายังคงสำรวจท้องฟ้าและกลุ่มดาวต่อไป และในไม่ช้าก็รู้ว่า "ดาวฤกษ์คงที่" ที่ได้รับการศึกษาและทำแผนที่นั้นเป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของจักรวาลอันกว้างใหญ่ไพศาลที่อยู่นอกเหนือการมองเห็นด้วยตาเปล่า^{[ 10 ]}เมื่อปี ค.ศ. 1610 เขาเล็งกล้องโทรทรรศน์ไปที่แถบจาง ๆ ของทางช้างเผือกเขาพบว่ามันแยกออกเป็นจุดสีขาวคล้ายดาวนับไม่ถ้วน ซึ่งสันนิษฐานว่าเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไป^{[ 47 ]}

การพัฒนาของ กฎของ ไอแซค นิวตันซึ่งตีพิมพ์ในผลงานPhilosophiæ Naturalis Principia Mathematicaในปี ค.ศ. 1687 ได้ก่อให้เกิดคำถามเพิ่มเติมในหมู่นักทฤษฎีเกี่ยวกับกลไกของท้องฟ้า: แรงโน้มถ่วงสากลชี้ให้เห็นว่าดวงดาวไม่สามารถอยู่นิ่งหรือหยุดนิ่งได้ เนื่องจากแรงดึงดูดของพวกมันทำให้เกิด "แรงดึงดูดซึ่งกันและกัน" และด้วยเหตุนี้จึงทำให้พวกมันเคลื่อนที่สัมพันธ์กัน^{[ 5 ]}

คำว่า " ระบบสุริยะ " เข้าสู่ภาษาอังกฤษในปี ค.ศ. 1704 เมื่อจอห์น ล็อคใช้คำนี้เพื่ออ้างถึงดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ และดาวหางโดยรวม^{[ 48 ]}ในเวลานั้นได้มีการพิสูจน์อย่างไม่ต้องสงสัยแล้ว จากการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่เพิ่มมากขึ้น บวกกับกลศาสตร์ท้องฟ้าแบบเคปเลอร์และ นิวตัน ว่าดาวเคราะห์เป็นโลกอื่น และดาวฤกษ์เป็นดวงอาทิตย์ที่อยู่ไกลออกไป ดังนั้นระบบสุริยะทั้งหมดจึงเป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของจักรวาลอันกว้างใหญ่ไพศาล และเป็นสิ่งที่แตกต่างออกไปอย่างแน่นอน

นักดาราศาสตร์และนักปรัชญาธรรมชาติในอดีตได้แบ่งแสงบนท้องฟ้าออกเป็นสองกลุ่ม กลุ่มหนึ่งคือดาวฤกษ์ซึ่งปรากฏว่าขึ้นและตก แต่รักษาระยะห่างสัมพัทธ์เดิมไว้ตลอดเวลา และไม่แสดงปรากฏการณ์พาราแลกซ์ของดาวฤกษ์ อย่างชัดเจน ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งที่ปรากฏเนื่องจากการโคจรของโลก อีกกลุ่มหนึ่งคือดาวเคราะห์ที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าซึ่งพวกเขาเรียกว่าดาวฤกษ์จร (บางครั้งดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ก็ถูกเรียกว่าดาวฤกษ์และดาวเคราะห์เช่นกัน) ดาวเคราะห์ดูเหมือนจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและข้างหลังเปลี่ยนตำแหน่งในช่วงเวลาสั้นๆ (สัปดาห์หรือเดือน) พวกมันดูเหมือนจะเคลื่อนที่อยู่ภายในแถบดาวที่ชาวตะวันตกเรียกว่าจักรราศีเสมอ ดาวเคราะห์ยังสามารถแยกแยะได้จากดาวฤกษ์ เพราะดาวฤกษ์มักจะกระพริบ ในขณะที่ดาวเคราะห์ดูเหมือนจะส่องแสงด้วยแสงที่คงที่

อย่างไรก็ตาม ดาวฤกษ์คงที่แสดงพารัลแลกซ์ สามารถใช้เพื่อหาระยะทางไปยังดาวฤกษ์ใกล้เคียงได้ การเคลื่อนที่นี้เป็นเพียงปรากฏการณ์เท่านั้น โลกต่างหากที่เคลื่อนที่ ผลกระทบนี้มีขนาดเล็กเกินกว่าจะวัดได้อย่างแม่นยำจนกระทั่งศตวรรษที่ 19 แต่ตั้งแต่ประมาณปี 1670 เป็นต้นไป นักดาราศาสตร์เช่นJean Picard , Robert Hooke , John Flamsteedและคนอื่นๆ เริ่มตรวจจับการเคลื่อนที่จากดาวฤกษ์และพยายามทำการวัด การเคลื่อนที่เหล่านี้มีนัยสำคัญ แม้ว่าจะเล็กจนแทบมองไม่เห็นก็ตาม^{[ 10 ]}การวัดพารัลแลกซ์ของดาวฤกษ์ที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกทำโดยThomas Hendersonในเคปทาวน์ ประเทศแอฟริกาใต้ระหว่างปี 1832 ถึง 1833 ซึ่งเขาได้วัดพารัลแลกซ์และระยะทางไปยังดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ที่สุดดวงหนึ่ง คือAlpha Centauri ^{[ 49 ]}เฮนเดอร์สันไม่ได้เผยแพร่การสังเกตการณ์เหล่านี้จนกระทั่งปี พ.ศ. 2482 หลังจากที่ฟรีดริช วิลเฮล์ม เบสเซลเผยแพร่การสังเกตการณ์พารัลแลกซ์และการประมาณระยะทางไปยัง61 Cygniในปี พ.ศ. 2481

ดาวฤกษ์ที่อยู่กับที่ก็มีการเคลื่อนที่จริงเช่นกัน การเคลื่อนที่นี้อาจมองได้ว่ามีส่วนประกอบที่ประกอบด้วยส่วนหนึ่งของการเคลื่อนที่ของกาแล็กซีที่ดาวฤกษ์นั้นสังกัดอยู่ ส่วนหนึ่งการหมุนของกาแล็กซีนั้น และส่วนหนึ่งการเคลื่อนที่เฉพาะของดาวฤกษ์เองภายในกาแล็กซีของมัน ในกรณีของระบบดาวหรือกระจุกดาวส่วนประกอบแต่ละส่วนยังเคลื่อนที่สัมพันธ์กันในลักษณะที่ไม่เป็นเส้นตรงอีกด้วย

เมื่อเทียบกับระบบสุริยะการเคลื่อนที่จริงของดาวฤกษ์นี้แบ่งออกเป็นการ เคลื่อนที่ ในแนวรัศมีและการเคลื่อนที่เฉพาะตัวโดย "การเคลื่อนที่เฉพาะตัว" เป็นส่วนประกอบที่เคลื่อนที่ตามแนวสายตา^{[ 50 ]}ในปี ค.ศ. 1718 เอ็ดมันด์ ฮัลลีย์ได้ประกาศการค้นพบของเขาว่าดาวฤกษ์คงที่นั้นมีการเคลื่อนที่เฉพาะตัว^{[ 51 ]}วัฒนธรรมโบราณไม่ได้สังเกตเห็นการเคลื่อนที่เฉพาะตัว เนื่องจากต้องใช้การวัดที่แม่นยำเป็นเวลานานจึงจะสังเกตเห็นได้ อันที่จริง ท้องฟ้ายามค่ำคืนในปัจจุบันดูคล้ายกับเมื่อหลายพันปีก่อนมาก จนกระทั่งกลุ่มดาวสมัยใหม่บางกลุ่มได้รับการตั้งชื่อครั้งแรกโดยชาว บา บิ โลน

วิธีทั่วไปในการกำหนดการเคลื่อนที่เฉพาะตัวคือการวัดตำแหน่งของดาวเทียบกับกลุ่มวัตถุที่อยู่ไกลมากซึ่งเลือกไว้จำนวนจำกัด ซึ่งไม่มีการเคลื่อนที่ซึ่งกันและกัน และเนื่องจากระยะทางที่ไกล จึงสันนิษฐานได้ว่ามีการเคลื่อนที่เฉพาะตัวน้อยมาก^{[ 52 ]}อีกวิธีหนึ่งคือการเปรียบเทียบภาพถ่ายของดาวในช่วงเวลาต่างๆ กับพื้นหลังขนาดใหญ่ของวัตถุที่อยู่ไกลออกไป^{[ 53 ]}ดาวที่มีการเคลื่อนที่เฉพาะตัวมากที่สุดเท่าที่ทราบคือดาวบาร์นาร์ด^{[ 51 ]}

ความเร็วเชิงรัศมีของดาวฤกษ์และวัตถุในห้วงอวกาศลึกอื่นๆ สามารถเปิดเผยได้ด้วยวิธีการทางสเปก โทรสโกปี ผ่านปรากฏการณ์ดอปเปลอร์-ฟิโซซึ่งความถี่ของแสงที่ได้รับจะลดลงสำหรับวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ออกไป ( เรดชิฟต์ ) และเพิ่มขึ้นสำหรับวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่เข้ามา ( บลูชิฟต์ ) เมื่อเปรียบเทียบกับแสงที่ปล่อยออกมาจากวัตถุที่อยู่กับที่วิลเลียม ฮักกินส์ได้พยายามประมาณความเร็วเชิงรัศมีของดาวซิริอุสเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ในปี พ.ศ. 2411 โดยอาศัยการสังเกตเรดชิฟต์ของแสงดาว^{[ 54 ]}

วลี "ดาวคงที่" นั้นในทางเทคนิคแล้วไม่ถูกต้อง แต่ก็ยังมีการใช้ในบริบททางประวัติศาสตร์และในกลศาสตร์คลาสสิก เมื่อใช้เป็นจุดอ้างอิงทางสายตาสำหรับการสังเกตการณ์ มักจะเรียกว่าดาวพื้นหลังหรือดาวที่อยู่ไกลออก ไป ซึ่งยังคงความหมายโดยนัยว่าพวกมัน "คงที่" ในแง่ปฏิบัติบางอย่าง

ในสมัยของนิวตันนั้น ดาวฤกษ์คงที่ถูกใช้เป็นกรอบอ้างอิงที่ถือว่าอยู่นิ่งเมื่อเทียบกับอวกาศสัมบูรณ์ในกรอบอ้างอิงอื่นๆ ที่อยู่นิ่งเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์คงที่ หรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่เมื่อเทียบกับดาวฤกษ์เหล่านั้นกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันก็ถือว่าใช้ได้ ในทางตรงกันข้าม ในกรอบที่เร่งความเร็วเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์คงที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกรอบที่หมุนเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์คงที่ กฎการเคลื่อนที่ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดนั้นใช้ไม่ได้ แต่ต้องเสริมด้วยแรงสมมติเช่นแรงโคริโอลิสและแรงเหวี่ยง หนีศูนย์กลาง

อย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่า ดาวฤกษ์คงที่นั้นไม่ได้อยู่กับที่แนวคิดเรื่องกรอบอ้างอิงเฉื่อยจึงไม่ได้ผูกติดอยู่กับดาวฤกษ์คงที่หรืออวกาศสัมบูรณ์อีกต่อไป แต่การระบุถึงกรอบอ้างอิงเฉื่อยนั้นขึ้นอยู่กับความเรียบง่ายของกฎทางฟิสิกส์ในกรอบนั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การไม่มีแรงสมมติ

กฎความเฉื่อยใช้ได้กับระบบพิกัดกาลิเลียน ซึ่งเป็นระบบสมมติที่ดาวฤกษ์คงที่อยู่กับที่เมื่อเทียบกับระบบนี้

• ดันเต้ได้กำหนดให้ดวงดาวคงที่เป็นสวรรค์ชั้นที่แปดจากสิบชั้นที่เขาแบ่งหนังสือพาราดีโซ ของเขาออก เป็น