Galileo a apărat heliocentrismul, și a susținut că nu este contrar acestor pasaje din Scriptură. El a adoptat poziția lui Augustin asupra Scripturii: că nu trebuie luat fiecare pasaj literal, mai ales când respectiva scriptură este o carte de poezii și cântece, și nu o carte de instrucțiuni asupra istoriei. Cei ce au scris Scriptura au făcut-o din perspectiva lumii terestre, și din acel punct de vedere Soarele răsare și apune.
Până în 1616, atacurile îndreptate împotriva ideilor lui Copernic ajunseseră la un maxim, iar Galileo a mers la Roma să încerce să convingă autoritățile Bisericii să nu le interzică. În cele din urmă, Cardinalul Bellarmine, acționând după directivele Inchiziției, i-a dat un ordin să nu mai „susțină sau să apere” ideea că Pământul se mișcă iar Soarele stă nemișcat în centru. Acest decret nu l-a împiedicat pe Galileo să discute ipoteza heliocentrismului (păstrând o fațadă de separare între știință și biserică). În următorii câțiva ani, Galileo s-a ținut departe de controversă. El și-a reluat proiectul de a scrie o carte despre acest subiect, încurajat fiind de alegerea Cardinalului Barberini ca papă, sub numele de Urban al VIII-lea în 1623. Barberini era un prieten și admirator al lui Galileo, și se opusese condamnării lui Galileo în 1616. Cartea, Dialog despre cele două sisteme principale ale lumii, a fost publicată în 1632, cu autorizație oficială de la Inchiziție și cu permisiunea Papei.
Papa Urban al VIII-lea personal i-a cerut lui Galileo să dea argumente pentru și împotriva heliocentrismului în cartea sa, și să aibă grijă să nu susțină heliocentrismul. O altă cerere a sa a fost ca propriile sale idei în această privință să fie incluse în cartea lui Galileo. Doar ultima dintre aceste cereri a fost îndeplinită de Galileo. Deliberat sau întâmplător, Simplicio, apărătorul ideilor geocentrice aristoteliene din Dialog despre cele două sisteme principale ale lumii, a fost adesea prins în propriile erori logice și uneori a părut a fi un prost. Într-adevăr, deși Galileo spunea în prefața cărții sale că personajul este denumit după un faimos filosof aristotelian (Simplicius în latină, Simplicio în italiană), numele „Simplicio” în italiană are și conotația de „om cu gândire simplă”.[95] Această prezentare a lui Simplicio a făcut ca Dialog despre cele două sisteme principale ale lumii să pară o carte ce susține un punct de vedere: un atac împotriva geocentrismului aristotelian și o apărare a teoriei copernicane. Din păcate pentru relația lui cu Papa, Galileo a pus cuvintele lui Urban al VIII-lea în gura lui Simplicio. Majoritatea istoricilor sunt de acord că Galileo nu a acționat din răutate și a fost luat prin surprindere de reacțiile pe care le-a întâmpinat cartea.[96] Totuși, Papa nu a luat ușor nici ceea ce bănuia a fi o ironie publică la adresa sa și nici susținerea ideilor copernicane. Galileo și-a înstrăinat astfel unul dintre cei mai mari și mai puternici susținători, Papa, și a fost chemat la Roma să-și apere scrierile.
Cu pierderea multor dintre susținătorii săi de la Roma din cauza Dialogului despre cele două sisteme principale ale lumii, lui Galileo a fost convocat în fața unui tribunal în 1633, acuzat fiind de erezie. Sentința Inchiziției a constat din trei părți esențiale:
- Galileo a fost găsit „vehement suspect de erezie”, și anume de a fi susținut opinia că Soarele stă nemișcat în centrul universului și că Pământul nu se află în centru și se mișcă, și că se poate susține și apăra părerea ca probabilă după ce a fost găsită a fi contrară Sfintei Scripturi. I s-a cerut să „abjure, blesteme și să deteste” aceste opinii.[97]
- S-a ordonat încarcerarea sa; sentința a fost ulterior comutată în arest la domiciliu.
- Dialogul a fost interzis; și, într-o acțiune neanunțată la proces, publicarea oricărei lucrări a sa a fost interzisă, inclusiv oricare pe care ar mai fi scris-o în viitor.[98]