Galileo n'a rien observé qui a définitivement prouvé que le système solaire était héliocentrique. Au lieu de cela, il a fait une série d'observations qui fournissaient des preuves solides soutenant le modèle héliocentrique et contredisaient le modèle géocentrique dominant (centré sur la Terre). Voici ce qu'il a observé:

* phases de Vénus: Galileo a observé que Vénus passe par des phases tout comme la lune (nouveau, croissant, gibbous, plein). Cela n'était possible que si Vénus orbait le soleil, pas la terre. Dans le modèle géocentrique, Vénus apparaît toujours comme un croissant ou un disque complet, jamais comme une phase gibbous.

* lunes de Jupiter: Galileo a découvert quatre lunes en orbite autour de Jupiter. C'était significatif car cela a montré que tout ne tournait pas autour de la terre, contredisant le modèle géocentrique.

* Sunspots: Galileo a observé des taches sombres sur le soleil, indiquant que le soleil lui-même n'était pas parfait, une croyance fondamentale du modèle géocentrique. Il a également noté que les taches se sont déplacées, suggérant que le soleil tournait.

* Observations de la Voie lactée: Galileo a utilisé son télescope pour voir que la Voie lactée est composée d'innombrables étoiles, ce qui remet en question la vision du modèle géocentrique de la Voie lactée comme une brume lumineuse.

Alors que les observations de Galileo étaient des preuves puissantes du modèle héliocentrique, ils ne le prouvent pas de manière concluante. La communauté scientifique hésitait à adopter pleinement l'héliocentrisme en raison du pouvoir du modèle géocentrique et des objections religieuses. Il a fallu plus de temps et de preuves d'autres scientifiques pour que l'héliocentrisme soit largement accepté.