Eski dönemlerde insanlık, gökyüzüyle daha farklı şekilde ilgileniyordu.Örneğin tarımsal çalışmalarda uygun zamanların tayin edilmesi gökyüzüne bakılarak yapılıyordu.
Gökyüzünde parıldayan yıldızların ve gök cisimlerinin görüntüsü oldukça ilgi çekicidir. Gökyüzünün hep ilgi çekici olması, insanoğlunun gökcisimlerinin hareketlerini anlama çabasına, ivme kazandırmıştır.
Gök cisimlerinin ve gezegenlerin hareketlerini tanımlamak için birçok bilim insanı, filozof ve din adamı açıklamalarda bulunmuştur. Bunlardan Astronom Aristarchus (MÖ 310-MÖ 230) MÖ 3.yüzyılda Ay’ın çapını ve Dünya’dan uzaklığını şimdiki bilgilerimize çok yakın bir hatayla ölçmüştür. Onun bu çalışmaları, Dünya’nın küre biçimlive Ay’ın hareketlerinin doğru olarak tanımlanmasında etkili olmuştur. Ayrıca o, Güneş’in sabit olduğuna, Dünya’nın hem kendi hem de Güneş’in etrafında döndüğüne inanıyordu.
Daha sonra ise Klaudyos Batlamyus (?-MS 168) MS 2.yüzyılda, kendinden önceki çalışmaları birleştirdi. Bunlara kendi çalışma sonuçlarını da ekleyerek Güneş’in, Ay’ın ve gezegenlerin hareketlerini kestirebilmek için geometrik ve kendisinden önceki görüşlere dayanan yer merkezli modeli ortaya koydu.
Bu modele göre Dünya sabit olup Güneş, Ay ve diğer gezegenler, Dünya etrafında büyük küresel kabuklara takılı idiler. Küre kabukları belirli hızlarda dönerek gök cisimlerinin görünür hareketlerine neden oluyordu.Batlamyus’un gök cisimlerinin dolanma sebepleriyle ilgili açıklamaları Kopernik’e kadar 1400 yılı aşkın geçerliliğini korumuştur.
1532 yılına gelindiğinde Nicolaus Copernicus (1473-1543),Güneş Merkezli Model’ini tamamladı. Bu modelde Güneş, sistemin merkezindedir ve yıldızların gözlenen hareketsizliği, çok uzakta olmalarına bağlanmıştır.
İlhanlılar zamanında yapılan gözlemleri tekrar gözden geçirenve 12 yıl boyunca gözlem yapan Uluğ Bey (1394-1449) 1437′de, büyük eseri Uluğ Bey Zici’ni yazdı. Bu eser, daha önce yazılan ‘zic’Ierin hem yanlışlarını düzeltiyor hem de yıldızların hareketlerini daha isabetli açıklıyordu. Uluğ Bey’in bu eseri 1665′te Oxford’da İngilizce ve1853′te de Fransızca olarak basılmıştır. Uluğ Bey’e 15. Asır Astronom ünvanı layık görülmüş ve Uluslararası Astronomi Derneği tarafından Ay yüzeyindeki bir kratere onun adı verilmiştir.
Ali Kuşçu (1403–1474) Semerkant Rasathanesi’nde iken Uluğ Bey’in ‘Uluğ Bey Zici‘ (Uluğ Bey’in Yıldız Kataloğu) adlı eserin hazırlanması için gerekli gözlem ve hesaplamaları yaptı. Söz konusu eser, çağının en ileri kurumsal matematik bilgilerini içerir. ‘Risaletü’l-Fethiye’adlı eseri ise 19. yüzyılda, İstanbul Mühendishanesi’nde (Şimdiki İstanbul Teknik Üniversitesi) ders kitabı olarak okutulmuştur. Bu eserde, gökcisimlerinin yere olan uzaklığı ile gezegenlerin hareketlerine yer vermiştir. Ayrıca yer kürenin eksenindeki eğikliği 23° 30’17” olarak açıklamıştır. Bu, günümüz modern astronomi verilerine oldukça yakın bir tespittir. 15.yüzyılda yaşayan Ali Kuşçu Ay’ın ilk haritasını çıkarmıştır ve bugün NASA tarafından Ay’da bir bölgeye onun ismi verilmiştir.
Kopernik’ten sonra daha teleskop icat edilmeden gökyüzüyle ilgilibazı bilgilere ulaşıldı. Bilim insanı Tycho Brache (1545-1601), 16. yüzyılın sonlarına doğru 777 yıldız üzerinde 20 yıl boyunca yaptığı gözlemlerle gezegenlerin yörüngelerini, yarım açı dakikadan daha az bir hata ile belirlemiştir.
Johannes Kepler (1571-1630) gezegen hareketlerinin gizli güçler tarafından yönetildiğini düşünüyordu. Tycho’nun verileriyle Mars’ın hareketlerini açıkladı ve yörüngesinin elipsli biçimi olacağı sonucuna ulaştı. Kepler daha sonra kendi adıyla bilinen Kepler Yasalarını yayımlayarak gezegenlerin hareketlerini açıkladı. Ancak bu yasalar da bu gezegenlerin ve gök cisimlerinin dolanma hareketlerine dair fizikî sebepleri açıklamıyordu.
1687 yılında Isaac Newton (1571-1630) gök cisimlerinin dolanma hareketinin nedenini, “Principia” adlı kitabında açıklamıştır.
Newton, 1. Hareket Yasası’na dayanarak Ay’ın üzerine bileşke bir kuvvetin etkimesi gerektiğini düşünüyordu. Diğer türlü, Ay’ın çembersel benzeri bir yörünge yerine doğrusal bir yörüngede hareket etmesi gerekirdi. Bu, ipe bağlanmış bir cisme çembersel hareket yaptırılırken ip kesilince cismin doğrusal yörüngede hareket etmesine benzer. İpteki gerilme, merkezcil kuvveti oluşturur ve cisme çembersel hareket yaptırır. İp kesilince merkezcil kuvvet ortadan kalktığı için cismin doğrusal yörüngede hareket etmesinin sebebi budur. Newton, Ay’ı Dünya’nın çevresinde döndüren kuvvetin, Dünya’nın Ay’ın üzerine uyguladığı kütle çekiminden kaynaklandığı sonucuna ulaştı. Ayrıca Newton, Dünya ve Ay arasındaki bu kuvvetin,gezegenleri Güneş etrafında döndüren veya bir cismin yere düşmesini sağlayan kuvvet olduğunu da ispatlamıştı. Bu konuda şöyle diyordu: “Gezegenleri yörüngelerinde tutan kuvvetlerin, gezegenlerin etrafında döndükleri merkezlere olan uzaklıklarının terslerinin karesiyle orantılı olması gerektiğini buldum ve Ay’ı yörüngesinde tutmak için gerekli kuvveti, yer yüzeyindeki çekim kuvvetiyle karşılaştırdım ve bunların iyi bir uyum gösterdiklerini gördüm.”
