O Heliocentrismo é a idéia do Sol no centro. Embora o texto original tenha sido perdido, uma referência no livro de Arquimedes The Sand Reckoner descreve outra obra de Aristarchus na qual ele avançou o modelo heliocêntrico como uma hipótese alternativa. Arquimedes escreveu:
Vós (Rei Gelon) sabeis que o 'universo' é o nome dado pela maioria dos astrônomos à esfera cujo centro é o centro da Terra, enquanto seu raio é igual à linha reta entre o centro do Sol e o centro da Terra. Este é o relato comum como você já ouviu dos astrônomos. Mas Aristarco trouxe à tona um livro composto de certas hipóteses, onde parece, como conseqüência das suposições feitas, que o universo é muitas vezes maior do que o "universo" que acabamos de mencionar. Suas hipóteses são que as estrelas fixas e o Sol permanecem inalterados, que a Terra gira sobre o Sol na circunferência de um círculo, o Sol deitado no meio do chão, e que a esfera das estrelas fixas, situada aproximadamente no mesmo centro que o Sol, é tão grande que o círculo no qual ele supõe que a Terra gira tem uma proporção tal com a distância das estrelas fixas como o centro da esfera tem com a sua superfície.
Assim, Aristarco acreditava que as estrelas estavam muito distantes, o que é um passo importante. Portanto, não havia paralaxe observável, ou seja, um movimento das estrelas em relação umas às outras enquanto a Terra se movimentava ao redor do Sol. As estrelas estão muito mais distantes do que geralmente era suposto nos tempos antigos; e a pequena quantidade de paralaxe estelar só é detectável com telescópios.
O antigo modelo geocêntrico explicou a paralaxe planetária, e foi assumido como a razão pela qual não foi observada nenhuma paralaxe estelar. A rejeição da visão heliocêntrica era comum, como sugere a seguinte passagem de Plutarco (Na face aparente na órbita da Lua):
Cleanthes [um contemporâneo de Aristarco e chefe dos estóicos] pensou que era o dever dos gregos acusar Aristarco de impiedade por colocar em movimento o coração do universo ... supondo que o céu permanecesse em repouso e a terra girasse em um círculo oblíquo, enquanto gira, ao mesmo tempo, sobre seu próprio eixo.
- Tassoul, História concisa da física solar e estelar
O único outro astrônomo da antiguidade que é conhecido pelo nome e que é conhecido por ter apoiado o modelo heliocêntrico de Aristarco foi Seleucus, um astrônomo helenista que viveu um século depois de Aristarco.
A teoria heliocêntrica foi revivida com sucesso quase 1800 anos depois por Copérnico, após o que Johannes Kepler e Isaac Newton deram a explicação teórica baseada nas leis da física, a saber, as leis de Kepler para o movimento dos planetas e as leis de Newton sobre atração e dinâmica gravitacional.
