Jak Galileo walczył z Kościołem katolickim i został pierwszym naukowcem-supergwiazdą 

Dec 10 2020
Galileo Galilei dokonał ogromnych odkryć w fizyce i astronomii, pomagając stworzyć nowoczesną naukową metodę eksperymentów i matematyki. Po drodze walczył o wolność intelektualną i został pierwszym znanym naukowcem.
Portret Galileo Galilei (1564-1642), włoskiego fizyka, filozofa, astronoma i matematyka, na rycinie Spagnoli. DEA / ICAS94 / Getty Images

Dzisiaj włoski astronom , fizyk i pisarz Galileo Galilei, który żył w latach 1564–1642, może być najbardziej znany z tego, że w 1633 r. Rzymska inkwizycja stanęła przed sądem za herezję. To wydarzenie stało się symbolem konfliktu między przestrzeganiem religijnych dogmatów. oraz wolność intelektualna wymagana przez naukę.

Kłopoty Galileusza z władzami w rzeczywistości wynikały nie z jego własnej pracy, ale z popierania heliocentrycznej teorii polskiego astronoma Mikołaja Kopernika, że to Słońce , a nie Ziemia , jest obiektem, wokół którego obracają się planety. Galileusz został zmuszony do wyrzeczenia się tych poglądów, aby uniknąć tortur i egzekucji, a ostatnie lata życia musiał spędzić w areszcie domowym. Mimo to Galileo ostatecznie wygrał spór. Trzy i pół wieku później Papież Jan Paweł II wygłosił przemówienie, w którym nie tylko powiedział, że prześladowanie Galileusza przez Kościół było błędem, ale także pochwalił go jako genialnego umysłu, który „praktycznie wynalazł metodę eksperymentalną. "

Ale ta bzdura nie jest najważniejszą rzeczą w Galileo, naukowym olbrzymie, którego odkrycia na zawsze zmieniły ludzki pogląd na kosmos i świat fizyczny, w którym żyjemy, i pomogły ustalić, w jaki sposób współcześni naukowcy uprawiają naukę. Stał się także jednym z pierwszych sławnych naukowców-autorów, którego książka " Gwiezdny posłaniec " z 1610 roku stała się sensacją.

„Galileo jest interesującym przykładem wszechstronnego umysłu renesansu” - wyjaśnia Paula Findlen , profesor historii Włoch w Ubaldo PIerotti i współdyrektor Patrick Suppes Center for the History and Philosophy of Science na Uniwersytecie Stanforda. „Uwielbia literaturę, sztukę i muzykę, a także naukę. Umie rysować i na pewno umie pisać elokwencją. Fascynuje go to, jak działają rzeczy i odwiedza rzemieślników, aby dowiedzieć się więcej. Postrzegam go jako jeden z produktów kulminacyjnych renesansu żyjącego w epoce reformacji. Jednak to, co robi ze swoją wiedzą, zapoczątkowuje nową erę nauki i obserwacji ”.

Astronom renesansu

Galileo urodził się w Pizie we Włoszech w 1564 roku, jako jedno z sześciu lub siedmiorga dzieci muzyka imieniem Vincenzo Galilei , według strony internetowej projektu Galileo Uniwersytetu Rice . W młodości Galileo jego rodzina przeniosła się do Florencji.

Po zdobyciu wczesnej edukacji w klasztorze, Galileusz został wysłany przez swojego ojca w 1581 roku na Uniwersytet w Pizie, gdzie miał zdobyć dyplom lekarza, jak podaje ten biograficzny profil . Ale Galileo nie był zainteresowany leczeniem ludzkiego ciała. Zamiast tego był ciekawy otaczającego go świata i rozpoczął eksperymenty fizyczne - niektóre z nich kwestionowały poglądy klasycznego greckiego filozofa Arystotelesa. W 1585 roku opuścił uniwersytet bez uzyskania stopnia naukowego i zaczął uczyć matematyki, innego z jego zainteresowań. W końcu jego reputacja wzrosła tak bardzo, że w 1589 roku został zaproszony z powrotem na uniwersytet, aby kierować wydziałem matematyki.

W 1592 r. Galileusz przeniósł się do Wenecji i objął lepiej płatne stanowisko na Uniwersytecie w Padwie, gdzie spędził następne 18 lat nauczając matematyki i astronomii. W tym czasie nawiązał związek z kobietą o imieniu Marina Gamba , z którą ostatecznie miał dwie córki i syna.

Teleskop Galileusza, który wykonał w 1610 roku ze zbiorów Museo Galileo we Florencji we Włoszech.

W 1609 roku, jeszcze na uniwersytecie, Galileusz usłyszał o Holendrze, który odwiedził Wenecję i pokazał nowy wynalazek - teleskop . Galileo postanowił stworzyć własną, lepszą wersję i nauczył się szlifować soczewki do jeszcze większego powiększenia.

„Był znakomitym rzemieślnikiem, który czytał opisy instrumentu i tworzył najpotężniejsze teleskopy w tamtym czasie” - pisze Alan Hirshfeld w e-mailu. Jest profesorem fizyki i dyrektorem UMass Dartmouth Observatory oraz autorem książki „ Starlight Detectives: How Astronomers, Inventors, and Eccentrics Discovered the Modern Universe ” z 2014 roku .

„[Galileo] mógł zobaczyć to, czego inni nie mogli, dlatego jego obserwacje były przełomowe” - wyjaśnia Hirshfeld.

Być może najważniejszym z astronomicznych odkryć Galileusza były jego rewelacje dotyczące topografii Księżyca oraz tego, jak jego góry, doliny i równiny są porównywalne z tymi na Ziemi. „To materialny świat w przestrzeni, a nie jakieś specjalne ciało niebieskie wykonane z boskiej substancji” - mówi Hirshfeld.

Odkrycie księżyców Jowisza przez Galileusza było kolejnym przełomem. Jak wyjaśnia Hirshfeld, odkrył również, że księżyce „nadążają za Jowiszem podczas jego ruchu, niezależnie od tego, czy porusza się on wokół Ziemi, czy wokół Słońca, w zależności od wierzeń, ale księżyce Jowisza nie pozostają w tyle, ponieważ krytycy Kopernika twierdzą, że nasz księżyc gdyby Ziemia krążyła wokół Słońca. Jowisz i jego księżyce stanowią model tego, jak wygląda Układ Słoneczny: małe ciała krążące wokół większego ciała. "

Galileo zauważył również, że galaktyka Drogi Mlecznej składa się z gwiazd, z których większość jest zbyt słaba, aby można je było zobaczyć pojedynczo ludzkimi oczami bez pomocy. Dzięki niemu ludzie dowiedzieli się, że „Jest o wiele więcej gwiazd, niż wcześniej sądzono, a nasz kosmos może być znacznie większy, niż myśleliśmy” - mówi Hirshfeld.

Odkrył również, że planeta Wenus miała zmieniające się fazy półksiężyca .

„Obserwacja, że ​​Wenus przeszła przez pełny cykl faz, od nowego przez półksiężyca do pełnego iz powrotem, była całkowicie niezgodna z geocentrycznym modelem wszechświata” - mówi w e-mailu Larry Marschall , emerytowany profesor fizyki w Gettysburg College. „Można to wyjaśnić tylko wtedy, gdyby Wenus krążyła wokół Słońca po orbicie mniejszej niż orbita Ziemi wokół Słońca - innymi słowy model kopernikański”.

Galileusz bronił się przed Świętym Oficjum w Watykanie w 1632 r. Po tym, jak został skazany przez Trybunał Inkwizycji za obronę teorii Kopernika. Obraz Josepha Nicolasa Roberta-Fleury'ego, 1847, Luwr, Paryż.

Fizyk, który zmienił naukę

Chociaż odkrycia astronomiczne uczyniły go gwiazdą naukową, Galileusz dokonał również ważnych odkryć w fizyce, sięgając do wczesnych lat na Uniwersytecie w Pizie.

Na przykład Galileusz obalił przekonanie greckiego filozofa Arystotelesa, że ​​cięższe przedmioty spadają szybciej niż lżejsze i zamiast tego pokazał, że przedmioty mają tendencję do spadania z tą samą prędkością bez względu na ich wagę lub kształt, co stało się znane jako prawo spadających ciał . Według legendy Galileusz dokonał tego, zrzucając armatę i kulę muszkietową z Krzywej Wieży w Pizie, chociaż współcześni historycy podają w wątpliwość tę historię. Galileo odkrył również, że czas potrzebny wahadłu do wykonania jednego obrotu jest niezależny od długości łuku, co skłoniło go do stworzenia projektu zegara wahadłowego.

Ale jego najważniejszym przełomem mogło być odkrycie koncepcji bezwładności - że ciała w spoczynku mają tendencję do pozostawania w spoczynku - która ostatecznie stała się pierwszym z trzech praw ruchu opisanych przez brytyjskiego fizyka i matematyka Isaaca Newtona .

„Głównym wkładem Galileusza w fizykę (w przeciwieństwie do astronomii) była jego świadomość, że naturalny ruch poziomy (kulka tocząca się po płaskim stole) byłby stałym ruchem w linii prostej, gdyby można było zredukować tarcie i opór powietrza do zera, a naturalny ruch pionowy oznaczałby ciągłe przyspieszenie w dół ” - pisze Michael Fowler , emerytowany profesor fizyki na Uniwersytecie Wirginii, który prowadził kurs o odkryciach Galileusza, pisze w e-mailu. „Ale Newton zsyntetyzował te obserwacje w swoich prawach, a następnie genialnie dodał prawo grawitacji, wyjaśniając za jednym zamachem wszystko, od jabłka po Układ Słoneczny”.

W tym procesie Galileo pomógł również ustalić sposób, w jaki dzisiejsi naukowcy uprawiają naukę. „Opierał się na paradygmacie fizycznego eksperymentu, precyzyjnych pomiarach i obiektywnej obserwacji -„ Niech przemówi natura ”, jak to się mówi - w przeciwieństwie do logicznego wnioskowania opartego na z góry przyjętych wyobrażeniach o naturze” - mówi Hirshfeld. „Język natury, pisał, jest matematyczny i trzeba się nauczyć go rozumieć”.

Teraz to jest interesujące

Istnieje legenda, że ​​po tym, jak Galileusz został zmuszony do wycofania swojego poglądu na heliocentryczny układ słoneczny w Inkwizycji, pod nosem dodał wyrażenie „a jednak się porusza”, co oznacza, że ​​Ziemia krąży wokół Słońca. Ale jak donosi Ars Technica , biograf Galileusza, Mario Livio , pierwsza wzmianka o tym cytacie najwyraźniej pojawiła się w książce opublikowanej ponad sto lat po śmierci Galileusza, co sugeruje, że prawdopodobnie jest ona apokryficzna.