Heliozentrismus ist die Idee, dass die Sonne im Zentrum steht. Obwohl der ursprüngliche Text verloren gegangen ist, beschreibt ein Verweis in Archimedes' Buch The Sand Reckoner ein anderes Werk von Aristarchos, in dem er das heliozentrische Modell als eine alternative Hypothese vorschlägt. Archimedes schrieb:
Ihnen (König Gelon) ist bekannt, dass die meisten Astronomen das "Universum" als die Kugel bezeichnen, deren Mittelpunkt der Mittelpunkt der Erde ist, während ihr Radius der Geraden zwischen dem Mittelpunkt der Sonne und dem Mittelpunkt der Erde entspricht. Dies ist der allgemeine Bericht, wie Sie von Astronomen gehört haben. Aber Aristarchus hat ein Buch herausgebracht, das aus bestimmten Hypothesen besteht, in dem es als Folge der getroffenen Annahmen den Anschein hat, dass das Universum um ein Vielfaches größer ist als das eben erwähnte "Universum". Seine Hypothesen sind, dass die Fixsterne und die Sonne unbewegt bleiben, dass sich die Erde auf dem Umfang eines Kreises um die Sonne dreht, wobei die Sonne in der Mitte des Bodens liegt, und dass die Kugel der Fixsterne, die sich etwa im gleichen Zentrum wie die Sonne befindet, so groß ist, dass der Kreis, in dem sich die Erde seiner Meinung nach dreht, in einem solchen Verhältnis zum Abstand der Fixsterne steht, wie das Zentrum der Kugel zu ihrer Oberfläche steht.
Aristarchos glaubte also, dass die Sterne sehr weit entfernt waren, was ein wichtiger Schritt ist. Daher gab es keine beobachtbare Parallaxe, d.h. eine Bewegung der Sterne relativ zueinander, während sich die Erde um die Sonne bewegt. Die Sterne sind viel weiter entfernt, als in der Antike allgemein angenommen wurde; und die winzige Menge an Sternparallaxe ist nur mit Teleskopen nachweisbar.
Das alte geozentrische Modell erklärte die Parallaxe der Planeten und wurde als der Grund dafür angenommen, dass keine Sternparallaxe beobachtet wurde. Die Ablehnung der heliozentrischen Sichtweise war üblich, wie die folgende Passage von Plutarch nahelegt (Auf der scheinbaren Fläche in der Mondkugel):
Cleanthes [ein Zeitgenosse des Aristarchos und Oberhaupt der Stoiker] hielt es für die Pflicht der Griechen, Aristarchos unter dem Vorwurf der Gottlosigkeit anzuklagen, weil er den Herd des Universums in Bewegung gesetzt habe ... angenommen, der Himmel bliebe in Ruhe und die Erde drehe sich in einem schrägen Kreis, während sie sich gleichzeitig um ihre eigene Achse dreht.
- Tassoul, Kurze Geschichte der Sonnen- und Sternenphysik
Der einzige andere namentlich bekannte Astronom der Antike, von dem bekannt ist, dass er das heliozentrische Modell des Aristarchos unterstützt hat, war Seleukos, ein hellenistischer Astronom, der ein Jahrhundert nach Aristarchos lebte.
Die heliozentrische Theorie wurde fast 1800 Jahre später durch Kopernikus erfolgreich wiederbelebt, woraufhin Johannes Kepler und Isaac Newton die theoretische Erklärung auf der Grundlage der physikalischen Gesetze lieferten, nämlich Keplers Gesetze für die Bewegung der Planeten und Newtons Gesetze über die Anziehungskraft und Dynamik der Gravitation.
