Heliocentrisme is het idee van de zon in het centrum. Hoewel de oorspronkelijke tekst verloren is gegaan, beschrijft een verwijzing in Archimedes' boek The Sand Reckoner een ander werk van Aristarchus waarin hij het heliocentrische model als een alternatieve hypothese naar voren bracht. Archimedes schreef:
U (Koning Gelon) weet dat het "heelal" de naam is die door de meeste astronomen wordt gegeven aan de bol waarvan het middelpunt het middelpunt van de Aarde is, terwijl de straal gelijk is aan de rechte lijn tussen het middelpunt van de Zon en het middelpunt van de Aarde. Dit is het gangbare verhaal zoals u dat van astronomen hebt gehoord. Maar Aristarchus heeft een boek uitgebracht dat bestaat uit bepaalde hypothesen, waarin blijkt, als gevolg van de gemaakte veronderstellingen, dat het heelal vele malen groter is dan het zojuist genoemde "heelal". Zijn hypothesen zijn dat de vaste sterren en de zon onbewogen blijven, dat de aarde om de zon draait op de omtrek van een cirkel, waarbij de zon in het midden van de vloer ligt, en dat de bol van de vaste sterren, die zich ongeveer in hetzelfde middelpunt als de zon bevindt, zo groot is dat de cirkel waarin hij veronderstelt dat de aarde draait, in een zodanige verhouding staat tot de afstand van de vaste sterren als het middelpunt van de bol staat tot zijn oppervlak.
Aristarchus geloofde dus dat de sterren heel ver weg stonden, wat een belangrijke stap is. Daarom was er geen waarneembare parallax, dat wil zeggen, een beweging van de sterren ten opzichte van elkaar terwijl de aarde rond de zon beweegt. De sterren staan veel verder weg dan in de oudheid algemeen werd aangenomen; en de minieme hoeveelheid stellaire parallax is alleen waarneembaar met telescopen.
Het oude geocentrische model verklaarde de parallax van de planeten, en werd verondersteld de reden te zijn waarom er geen stellaire parallax werd waargenomen. Verwerping van de heliocentrische visie was gebruikelijk, zoals de volgende passage uit Plutarchus suggereert (Over het schijnbare gezicht in de baan van de maan):
Cleanthes [een tijdgenoot van Aristarchus en hoofd van de stoïcijnen] vond het de plicht van de Grieken om Aristarchus aan te klagen wegens verdorvenheid omdat hij het hart van het heelal in beweging had gebracht ... door te veronderstellen dat de hemel in rust bleef en de aarde in een schuine cirkel draaide, terwijl zij tegelijkertijd om haar eigen as draaide.
- Tassoul, Beknopte geschiedenis van zonne- en stellaire fysica
De enige andere astronoom uit de oudheid die bij naam bekend is en waarvan bekend is dat hij het heliocentrische model van Aristarchus steunde, was Seleucus, een Hellenistische astronoom die een eeuw na Aristarchus leefde.
De heliocentrische theorie werd bijna 1800 jaar later met succes nieuw leven ingeblazen door Copernicus, waarna Johannes Kepler en Isaac Newton de theoretische verklaring gaven op basis van natuurkundige wetten, namelijk de wetten van Kepler voor de beweging van planeten en de wetten van Newton voor de aantrekkingskracht van de zwaartekracht en de dynamica.
