公务活动将哥白尼造就成了忠于国家并对经济有贡献的行政管理者，他的忠诚即使在艰难时刻也从未动摇过。仅这些功绩就足以使哥白尼作为名人载入地方史册，即作为忠诚的爱国者和多才多艺的人文主义者永垂民族青史。然而，天文学方面的成就又进一步使哥白尼赢得了来自全世界的赞誉。摆脱公务活动后，他能够无拘无束地献身于自己的爱好，然而，天文学研究方面的主要成就却是他在积极从事公务活动时期取得的。因为他很早就写出了《浅说》这个太阳中心说的提纲，大约在1515年才开始撰写他的主要著作《天体运行论》。这部巨著断断续续地共写了18年，随后又进行了一些修改，然后才准备出版。当时的天文学家们和哥白尼的朋友们从《浅说》中已得知哥白尼提出了完全崭新的论断，这个论断推翻了当时天文学的基础理论。哥白尼把科学和神秘的巫术区分开来，这使他永远遭到那些丧失了赚钱门路并受到嘲弄的占星术士们的仇视。虽然哥白尼身居远离科研中心的弗龙堡，但他却对当时发生的各种科学事件了如指掌。很多朋友向他报告国内外的重要科学发明和新出现的科学观点，也有不少学者经常请他对与天文学有关的各种问题发表意见。
哥白尼青年时代的一个朋友伯纳德·瓦波夫斯基，住在克拉科夫教区，给国王当秘书。他以前在大学学习法律，但业余爱好天文学，因天文知识是他绘制波兰地图所需要的。1524年春，他把扬·维尔纳在1522年发表的一本名为《论第八天体的运动》的著作寄给哥白尼，并请哥白尼对这本书发表意见。这本书在当时的天文学界已得到肯定的评价。扬·维尔纳曾经是弗龙堡的神甫，后来搬到纽伦堡，在纽伦堡成为比较知名的天文学家之一。哥白尼对维尔纳著作所作的评价与普遍的评价截然不同，这在欧洲引起了极大兴趣，也由此使哥白尼的名字广为流传。哥白尼很快发现，维尔纳犯了许多错误，他的论断只会在天文学家中引起混乱。1524年6月3日，哥白尼将自己的看法写成信寄给了瓦波夫斯基。这实际是关于维尔纳著作的一封激烈的辩论信，信上详细列举了纽伦堡这位不幸的天文学家的所有失误。但在信中哥白尼没有透露自己有关地球运动的观点，整个批评根据正统科学所提出。写给瓦波夫斯基的这封信是哥白尼辩论文章中的一个杰出范例，也显示出作者具有出色的文学天赋，这封信的主要内容如下：“尊敬的克拉科夫教堂歌手和神甫、波兰国王陛下的秘书伯纳德·瓦波夫斯基先生，尊敬的阁下：不久前，你——我最好的朋友伯纳穗将扬·维尔纳在纽伦堡出版的《论第八天体的运动》一书寄给我，说许多人赞扬这本书，你请我谈谈自己对这本书的看法。如果我能赞赏和真诚地推崇它，那我可能很乐意这样做，此外，我还会称颂作者的热情和付出的努力。亚里士多德告诫人们，哲学家不仅应该感激那些说得对的人，也要感谢那些说得不对的人，因为已经得到证实的错误往往会给那些想沿正确道路前进的人带来不少好处。再说批评的好处并不多，也没有多大作用，因为厚颜无耻之徒的天生特点是喜欢讽刺挖苦，而不是创造。由此令我感到担心，会不会有人指责我只知责备别人，而自己却什么好的东西也拿不出来。想到这儿，我本想把这个问题原封不动地留给其他人，让其他人去努力解决。可为了让你了解我的意见，尊敬的阁下，我愿给你一个笼统的回答。因为我认为，谩骂和指责是一回事，而改正和使人摆脱歧途则是另外一回事。同样，赞扬是一回事，而吹吹拍拍和阿谀奉承则是另外一回事。我没有理由不满足你的要求，也不能拒绝在你提出的在这些问题上花费功夫和付出努力。为了不使人们说我对这个人批评得过分大胆，我尽可能清楚地说明，关于恒星运动，他在哪些地方搞错了，他论证的缺陷是什么，这对更准确地理解这方面的原则会有不少帮助。
首先他把时间计算错了。他认为安东尼·庇护·奥古斯都二年克劳迪·托勒密把自己观察到的恒星写进星球目录时，是基督诞生后的150年；而实际上却是139年……如果有谁怀疑，不想就此罢休，想纠正这一点的话，那他应该记住，时间是数字，是对天空旋转的度量……而度量则是靠相互依赖性进行测定的，因为度量是相对的。既然托勒密的图表是根据他不久前的发现制定的，那就不可能设想这个。图表会和他当时的发现有什么偏差，或者和他的思想有什么差距，否则就不符合他所依据的那些原则了。另外一个不小于前一个的错误表现在他的指导思想上……说托勒密之前400年恒星位置的变化仅仅是因均匀运动造成的。为了更清楚地说明这一点……我认为必须注意到，我们有些认识是与自然不符合的，我们关于星球的认识就属于此类，同实际情况刚好相反……关于第八天体的运动问题也是这样，由于它运动得过于缓慢，古代天文学家能向我们正确揭示它的运动规律。然而，想研究这种运动的人应该沿着古代天文学家的足迹，依据他们留给我们的那些发现继续进行考察。……如果有谁不这样做，认为他们是不可思议的，那么科学的大门就会真的对他们紧紧关闭。在门前休息时，他便会病态地梦想出第八天体的运动情景来——于是就有了功劳，想通过贬低古代人来为自己的幻觉帮忙。众所周知，古人异常勤奋、顺利和周密地观察了这一切，并给我们留下了许多杰出的和令人叹为观止的发现。所以我无论如何也不能相信，像这位作者所估计的那样，古人在标示星球位置时会弄错四成、五成，乃至六成，关于这一点我们以后还要详谈。”
哥白尼作为一名尊重并善于运用古典科学成果的人文主义者写下了上面这些话。通过这种方式他对低估和轻视古希腊学者成就的人表示了自己的慷慨。古希腊学者的发现随着时间的推移，早已被人们遗忘。正是由于重温古代学者的著作，哥白尼才做出了自己的发现。维尔纳对人类早期学者的轻蔑态度，直接伤害了哥白尼，所以哥白尼才如此尖刻地同这位纽伦堡学者展开辩论。哥白尼主要谴责了维尔纳提出的对摆动的看法。很早以来哥白尼自己也在研究这个问题。按照当时的观点，前面说的第八天体的运动是该天体直径两端沿着小圆的圆周运动形成的，而这些小圆的圆心又做缓慢、单一的运动。哥白尼把这种圆心运动称做“均匀运动”。而沿圆周的运动则称做摆动，今天称之为和谐运动。无论是哥白尼，还是维尔纳都对直线摆动，即活动点投影沿黄道的运动感兴趣。为了便于理解，让我们设想有一个正在水平方向做圆周运动物体的影子。这个影子在两个方向上沿直线来回移动，但移动的速度不同，在直线中心时的速度最大，两端的速度则大大降低。这种摆动成为该物体的单一直线运动，只是在活动点的两端上，摆动才不影响天体的速度。这时它的速度和圆心的运动速度相同。维尔纳错误地认为，在中心位置时摆动对速度的影响消失。下面让我们回到哥白尼的辩论信上来，哥白尼接着写道：“现在我们来看一看，实际情况是否像作者所说，托勒密以前400年恒星位置的变化仅仅是因均匀运动造成的。他提出这一论点的依据是恒星在同等时间做单一的均匀移动，也就是说直到阿里斯堪克和蒂莫哈雷斯时期，甚至到托勒密时期，每个世纪移动一度……不管怎么样，他作为如此高明的数学家却没有发现，下述情况无论如何是不可能的：在接近均衡点时……星球运动比在其他任何地方显得更均匀，因恰恰相反……那时星球的位置变化最大……于是他认为，这个计算结果有时少了，而有时又多了，同样的一个数量……这就好像说从雅典到泰贝的距离和从泰贝到雅典的距离不一样。算到两个不同位置时，或者加上，或者减掉二个数……这样，两种情况的结果就都一样了……于是他便把自己的错误归咎于蒂莫哈雷斯，而托勒密勉强幸免。然而，如果他认为那些人的发现是不能相信的，那么还剩下什么呢？难道连他自己的发现也不相信吗？……至于我自己如何看恒星天球的运动，我感到这里并不是过多谈论这个问题的时候。以后再找机会谈这个问题吧……尊敬的先生，愿你健康幸福！
尼古拉·哥白尼
1524年6月3日
于瓦尔米亚”
这封信首先在克拉科夫学术界引起轰动，随后它的抄写件开始在欧洲流传，甚至在哥白尼死后仍然流传。
伯纳德·瓦波夫斯基认为靠书信往来不能与哥白尼充分交换意见，于是他决定长途跋涉，亲自从克拉科夫到弗龙堡去拜见哥白尼。1535年秋他来到弗龙堡，这是两位老同学分别多年后的首次会面。瓦波夫斯基对哥白尼的工作非常感兴趣，他恰好在哥白尼的主要著作已经完成的时候来到弗龙堡。但是，为了瓦波夫斯基编写各种天文资料和编制天文历法的需要，哥白尼仍然要继续进行天文观测。瓦波夫斯基将哥白尼写的一部分手稿带到了克拉科夫，并把它交给了奥地利的外交官齐格蒙特·冯·赫伯斯泰恩，托他把哥白尼的这些手稿作为天文历法的一部分在维也纳发表。
可惜，不久瓦波夫斯基就去世了，哥白尼的手稿也丢失了。没有任何人再管这件事，哥白尼自己也没有为发表这部作品做过任何努力，尽管波兰沿海地区就有好几家印刷作坊。
在摆脱了繁忙行政事务的晚年，哥白尼能够安静地从事天文观测和研究。他和外部世界保持着联系，时常有人来看他或给他写信。多年来他几乎每天都与自己的朋友、神甫会的同事蒂德曼·吉斯真诚地交流观测结果，两人无所不谈。蒂德曼·吉斯把哥白尼著作的出版看做是自己的事情。甚至在哥白尼逝世后他仍致力于朋友著作的出版，直到生命最后一息。把他们联系在一起的不仅是对科学和生活的共同认识，还因他们在神甫会一起从事过共同的工作。
哥白尼的朋友们在意大利高级教会人士中传播哥白尼的理论和观点，以便通过这种办法为哥白尼公布自己的学说铺平道路，从而使当时的科学实现革命。通过他们的努力，方济各会红衣主教尼古拉·申伯格对哥白尼的著作产生了强烈的兴趣，以至于在1536年11月1日他直接给哥白尼写了一封信，申明他想了解哥白尼的学说。他在这封信中写道：“方济各会红衣主教尼古拉·申伯格向尼古拉·哥白尼问好。几年前我就听说了你的名字，关于你的天才，整个舆论的看法是一致的，当时我就对你产生了较大的好感，并向以你为主的人们表示祝贺，你像一朵鲜花在我们之中绽放。因为我知道：你不仅深谙古代数学家的发现，而且建立起一个新的宇宙理论。在这个新理论中你教导人们：大地在动；太阳是宇宙的根本，因此占据中心位置，八重天是不动的和永恒的；月亮连同它所在天层的各种因素位于火星和金星天层之间，每年绕太阳旋转一周。你还编撰了关于这一天文体系的《浅说》，并给所有被弄错了的星球运动重新编写了图表，这使所有人赞叹不已。学识渊博的大师，如果你不觉得我讨厌的话，我请求你，强烈地祈求你，把你的这个发现分享给科学爱好者们，并能尽快地把你有关天体的研究材料和图表及其他各种有关材料邮寄给我。我已经派莱登的特奥多里克到你那里，由我付钱请他把你的材料抄寄给我。但愿你能满足我的请求，你知道我是崇拜你的人，并渴望为像你这样伟大的天才说句公道话。祝你健康！”