Rané teorie

Nebeská mechanika má své počátky na začátku astronomie, ve které se pohyby Slunce, Měsíce a pěti planet viditelných pouhým okem—Merkur, Venuše, Mars, Jupiter a Saturn—byly pozorovány a analyzovány. Slovo planeta je odvozeno z řeckého slova pro poutníka, a pro některé kultury bylo přirozené povýšit tyto objekty pohybující se na pevném pozadí oblohy do stavu bohů; tento stav přežívá v jistém smyslu dnes v astrologii, kde polohy planet a Slunce jsou nějakým způsobem ovlivňovat životy jednotlivců na Zemi. Božské postavení planet a jejich předpokládaný vliv na lidské činnosti může být primární motivaci pro pečlivé, pokračoval v pozorování planetárních pohybů a pro rozvoj propracovaných programů pro předpovídání jejich pozice v budoucnu.

řecký astronom Ptolemaios (který žil v Alexandrii asi 140 ce) navrhla systém planetárního pohybu, ve kterém Země byla stanovena ve středu a všechny planety, Měsíc a Slunce na oběžné dráze kolem něj. Jak vidí pozorovatel na Zemi, planety se pohybují po obloze proměnlivou rychlostí. Občas dokonce obrátí svůj směr pohybu, ale po chvíli obnoví dominantní směr pohybu. K popisu této proměnné pohybu, Ptolemaios předpokládat, že se planety točí kolem malých kruzích nazývá epicycles na jednotnou sazbu, zatímco centrum planetové kruhu obletěl Zemi na velkém kruhu tzv. deferent. Další variace v pohybu byly účtovány kompenzací Center deferentu pro každou planetu od země krátkou vzdáleností. Vhodným výběrem kombinace rychlostí a vzdáleností byl Ptolemaios schopen předvídat pohyby planet se značnou přesností. His scheme was adopted as absolute dogma and survived more than 1,000 years until the time of Copernicus.

Mikuláš Koperník předpokládal, že Země je jen další planeta, která obíhá kolem Slunce spolu s ostatními planetami. Ukázal, že tento heliocentrický (soustředěný na slunce) model byl v souladu se všemi pozorováními a že byl mnohem jednodušší než Ptolemaiovo schéma. Jeho přesvědčení, že planetární pohyb musel být kombinace jednotné krouživými pohyby ho donutil, aby zahrnovala řadu epicykly, aby odpovídaly pohyby v noncircular drahách. Epicykly byly jako termíny ve Fourierově sérii, které se dnes používají k reprezentaci planetárních pohybů. (Fourierova řada je nekonečný součet periodických termínů, které hladce oscilují mezi kladnými a zápornými hodnotami, kde se frekvence kmitání mění z termínu na termín. Představují lepší a lepší aproximace k jiným funkcím, protože se zachovává stále více termínů.) Koperník také určil relativní měřítko své heliocentrické sluneční soustavy s výsledky, které jsou pozoruhodně blízké modernímu určení.

Tycho Brahe (1546-1601), který se narodil tři roky po Koperníkově smrti a tři roky po vydání jeho heliocentrický model sluneční soustavy, ještě přijal geocentrický model, ale má jen Slunce a Měsíc obíhá kolem Země a všechny ostatní planety obíhající kolem Slunce. Ačkoli je tento model matematicky ekvivalentní heliocentrickému modelu Koperníka, představuje zbytečnou komplikaci a je fyzicky nesprávný. Největším přínosem Tycha bylo více než 20 let nebeských pozorování, které shromáždil; jeho měření poloh planet a hvězd mělo bezprecedentní přesnost přibližně 2 obloukové minuty. (Minuta oblouku je 1/60 stupně.)