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각기 고유의 천구를 타고 공전한다고 하는 우주관이다. 이 우주관은 16세기까지 널리 인정되었다.

① 천동설의 발전과정

㉠ 아리스토텔레스의 천동설
고대 그리스의 철학자인 아리스토텔레스는 피타고라스의 사상에 영향을 많이 받았는데 피타고라스는 ‘우주는 질서를 이루고 있다’고 생각했다. 그 이념에 따르면 우주는 구형의 완전성을 갖고 중심을 가지며 일정한 속도로 단순하게 움직인다는 것이다. 이에 아리스토텔레스는 피타고라스의 우주론에 더하여 행성의 운동을 설명하고자 행성의 움직임에 여러 겹의 천구 껍질을 설정하게 되었다. 각 행성별로 다른 여러 개의 하늘 껍질을 고안해 낸 것이다. 이러한 아리스토텔레스의 우주론이 천동설의 기반을 마련하게끔 하는 중요한 발판이 되었다.

㉡ 히파르코스의 천동설
기원전 190년경(추정) 에 등장한 역사상 최초의 관측 천문학자로 알려진 히파르코스는 고대 바빌로니아의 천문 관측 기록을 참고하고 자신이 살던 로도스 섬의 하늘을 직접 관측하여 항성, 태양, 달, 행성의 운동에 관한 여러 가지 이론을 창시했다. 히파르코스는 4계절의 길이가 똑같지 않은 것에서 착안하여 태양의 궤도를 이심원(離心圓)으로 계산하였고, 마찬가지로 달의 이심원을 정하여 태양과 달의 운행표를 만들었다. 이심원이론은 천동설의 핵심이론인 이심원(離心圓)-주전원(周轉圓) 체계에 크게 기여하게 되었다.

㉢ 프롤레마이오스의 천동설
프톨레마이오스는 히파르코스의 이심원이론을 바탕으로 피타고라스의 등속원운동과 아폴로니오스의 주전원을 합성한 주전원설이라는 우주체계를 확립하였다. 이는 지구가 정지해 있고 하늘이 돈다는 것은 매우 합당한 일이었으나 행성의 운동을 설명하지 못한다는 큰 오류를 가지고 있는 당시의 우주체계를 보완하는 역할을 하였는데 그의 저서인 ‘알마게스트’에 주전원의 개념을 아래와 같이 서술하였다.


지구를 중심으로 달, 수성, 금성, 태양, 화성, 목성, 토성이 나열되어서 회전하고 있으며 나머지는 별들이 고정된 채로 있다.

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