Incerta è l'origine dell'invenzione del cannocchiale, che probabilmente risale ad ambienti italiani della fine del Cinquecento, mentre è certo il nome di colui, Galileo Galilei, che per primo, tra la fine del 1609 e l'inizio del 1610, comprese la realtà fisica di ciò che stava osservando in cielo.
La Via Lattea fu risolta in milioni di stelle; gli apparvero gli anelli di Saturno pur se ancora incomprensibili e supposti essere due satelliti - e rari dettagli di quella che credeva essere la superficie di Giove; le misure delle ombre sulla Luna gli permisero di stimare l'altezza dei monti lunari; ma soprattutto osservò le fasi di Venere, impossibili nella descrizione tolemaica del Cosmo. Inoltre, con la scoperta dei satelliti di Giove, dimostrò in modo inequivocabile che non esisteva un unico centro del moto in tutto l'Universo, come sosteneva la fisica aristotelica. Sia che si preferisse la teoria eliocentrica o quella geocentrica, vi era oramai evidenza dell'esistenza di almeno due centri di rivoluzione: la Terra, attorno a cui ruota la Luna, e Giove, attorno a cui ruotano i quattro satelliti, dallo stesso Galilei chiamati "stelle Medicee". Partito da semplici ipotesi cinematiche, il sistema di Copernico stava divenendo una realtà fisica, ma, nel frattempo, stava anche per essere ampiamente superato. L'assioma del moto circolare uniforme era stato abolito, le leggi kepleriane dei moti planetari avevano aperto la via ad una nuova comprensione dei moti apparenti dei pianeti, gli esperimenti di Galileo sulla caduta dei gravi avevano portato alla "legge di inerzia", quelli sulle traiettorie dei proiettili, sviluppati poi da Torricelli e da Cartesio, portarono all'assioma che il moto naturale avviene per linea retta e non è circolare: la fisica aristotelica è costretta a scomparire.
La reazione della Chiesa cattolica fu estremamente dura: impegnata in quel rafforzamento dottrinale contro la riforma protestante che prese il nome di Controriforma, non poteva accettare alcun tipo di ipotesi che mettesse in discussione i testi sacri e le loro tradizionali interpretazioni. La scomunica e la condanna per eresia di Giordano Bruno, la diffida e poi il processo a Galileo, costretto ad abiurare, screditarono le tesi di Copernico, che furono solennemente condannate quasi novant’anni dopo la loro pubblicazione. L'Italia, che era stata la culla delle nuove idee umaniste e rinascimentali ed aveva prodotto ed ospitato generazioni di studiosi, scienziati e uomini di cultura, subisce un arresto nello sviluppo scientifico, particolarmente dell'astronomia e della fisica, che sul suo territorio era invece stato in precedenza molto intenso. Per quasi un secolo gli scienziati faticano ad esprimere, e soprattutto ad insegnare, la nuova fisica e la nuova astronomia nate con Copernico, Keplero e Galileo, sull'onda del rinnovamento quattrocentesco. Una scuola intera di artigiani esperti nella produzione di strumenti scientifici, tra i migliori d'Europa, finisce rapidamente e non riuscirà praticamente più a riprendersi, lasciando così ad altre nazioni il primato. E proprio in altre nazioni, principalmente Francia ed Inghilterra, proseguirà la "rivoluzione scientifica", stimolata a favorire la crescita delle conoscenze scientifiche, anche per l'interesse dei sovrani impegnati in vaste espansioni coloniali, militari e politiche.
È questo un ulteriore esempio che si può portare a dimostrazione del fatto che protezionismo intellettuale e pretesa di guida culturale non favoriscono certo lo sviluppo del pensiero e come, quindi, uno studio della storia della scienza separato da quello delle vicende "sociali" nel loro complesso finisca, di conseguenza, per essere estremamente limitato.