عندما بدأ جاليليو إلى التأكيد على أن الأرض في الواقع تدور حول الشمس، وجد نفسه قد طعن في المؤسسة الكنسية في وقت حيث التسلسل الهرمي للكنيسة قد ارتبط مع السلطة الزمنية.
تعد محنة جاليليو مع نظرية مركزية الشمس، الحدث الأشهر في حياته العلمية والأكثر تأثيراً في حياته الشخصية كذلك، رغم أن جاليليو ليس أول من قرر هذه الحقيقة.
كان عالم الفلك نيكولاس كوبرنيكوس (مؤسس علم الفلك الحديث الذي عاش بين عامي 1473 – 1543)، هو أول من وضع نظرية مركزية الشمس، التي تقرر أن الأرض ليست إلاّ جِرما يدور في فلك الشمس، محدثاً بذلك ثورة في علم الفلك ومشجعاً على تحدي القوانين السائدة.
تبنى جاليليو نظرية كوبرنيكوس الثورية، وكما كان كوبرنيكوس راهباً، فقد كان جاليليو كاثوليكياً متديناً، ورغم ذلك فقد خالف الاثنان ما تبنته الكنيسة في ذلك الوقت بشأن مركز الكون.
تولى جاليليو الدفاع بقوة عن نظرية كوبرنيكوس، على أسس فيزيائية، وبدأ قبل ذلك بإثبات خطأ نظرية أرسطو حول الحركة. ويؤكد العلماء أن جهود جاليليو – ومن قبلها نظرية كوبرنيكوس الثورية – كان لها دور رئيسي في هدم نظريات لأرسطو صمدت قروناً عديدة.
واصل جاليليو بحثه التجريبي، واستغل منظار التلسكوب الذي قام بتطويره، ليقوم بالمزيد من الملاحظة والبحث، مؤكداً في النتيجة أن الأرض تدور حول الشمس، كما قال كوبرنيكوس.
وجد جاليليو نفسه في مواجهة مع المؤسسة الدينية، حيث كانت الكنيسة آنذاك تتبنى مركزية الأرض، زاعمة أن هذا يعود إلى أساس ديني لا يمكن المجادلة فيه.
ومما فاقم من أزمة جاليليو، أن الكنيسة كانت قد مكنت لنفسها سلطة سياسية قوية، إلى جانب السلطة الدينية، الأمر الذي وضعه تحت تهديد حقيقي.
لجأ جاليليو إلى الحوار، فأجرى مناقشات مع البابا أوربان الثامن، تمكن من خلالها من إقناعه بما ينادي به، فأصبح البابا أوربان الثامن من داعمي جاليليو، لكن خصومه الكثر في الكنيسة تسلحوا بسلطتهم الممتدة وفرضوا رأيهم في وجه جاليليو، فانتهى الأمر إلى أن تقضي محاكم التفتيش الرومانية بعد سنوات من المشاورات مع الكنيسة وعلماء فلك ورجال دين، بأن جاليليو وقع في “الهرطقة”، فحكم عليه بالسجن أولاً، ثم خفف الحكم إلى الإقامة الجبرية، فضلاً عن منع كتبه أو تداول آرائه.