Galileo Galilei (n. 15 februarie 1564 – d. 8 ianuarie 1642) a fost fizician, matematician, astronom şi filozof italian care a jucat un rol important în Revoluţia Ştiinţifică. Întreaga sa carieră a dus la îmbunătăţirea telescoapelor şi observaţiilor astronomice realizate astfel.
Galileo a fost numit „părintele astronomiei observaţionale moderne” sau „părintele ştiinţei moderne”. Stephen Hawking a spus că: „Galileo, poate mai mult decât orice altă persoană, a fost responsabil pentru naşterea ştiinţei moderne.”
Contribuţiile sale la astronomia observaţională includ confirmarea prin telescop a fazelor planetei Venus, descoperirea celor mai mari 4 sateliţi ai lui Jupiter şi observarea şi analiza petelor solare. Galileo a contribuit şi în ştiinţa aplicată şi în tehnologie, îmbunătăţind tehnica de construcţie a busolelor.
Galileo s-a născut la Pisa, în actuala Italie, fiind primul dintre cei şase copii ai lui Vincenzo Galilei şi ai soţiei sale, Giulia Ammannati.
Educaţia a primit-o la Mănăstirea Camaldolese de la Vallombrosa, aproape de Florenţa. Deşi a luat în serios posibilitatea de a deveni preot, s-a înscris la Universitatea din Pisa să studieze medicina la îndemnurile tatălui său. Nu încheie însă aceste studii, apucându-se în schimb de cursurile de matematică.
Tatăl său moare în 1591, iar Galileo îl ia în grijă pe fratele său mai mic Michelagnolo. În 1592, se mută la Universitatea din Padova, unde predă geometrie, mecanică şi astronomie până în 1610 (în această perioadă, Galileo face descoperiri semnificative în astronomie, astrologie, cinematica mişcării, rezistenţa materialelor şi aduce îmbunătăţiri telescopului). Pe la 1593, Galileo a construit un termometru, folosind dilataţia şi contracţia aerului.
Între 1595–1598, el a proiectat şi îmbunătăţit o busolă geometrică şi militară. Reprezenta o metodă nouă şi sigură de înălţare precisă a tunurilor, o cale de a calcula rapid încărcătura de praf de puşcă necesară pentru ghiulelele de diferite dimensiuni şi din diferite materiale, permitea construcţia oricărui poligon regulat, calculul ariei oricărui poligon sau sector de cerc, şi diferite alte calcule.
Totodată, tatăl lui Galileo (muzician de profesie) făcuse experimente prin care a stabilit poate cea mai veche relaţie neliniară cunoscută în fizică: pentru o coardă întinsă, înălţimea sunetului este proporţională cu rădăcina pătrată a tensiunii (împărţirea unei coarde într-un număr întreg produce o scară armonică). Puţină matematică legase de multă vreme muzica de fizică, iar tânărul Galileo a văzut cum observaţiile tatălui său au dezvoltat această tradiţie.
Galileo este poate primul om care a afirmat răspicat că legile naturii sunt matematice. Deşi avea foarte multă credinţă, rezultatele experimentale şi interpretarea lor au dus la respingerea supunerii oarbe faţă de dogmele Bisericii, în chestiuni ştiinţifice. Aceasta a ajutat la separarea filozofiei de religie, fiind un progres semnificativ al gândirii umane.
Galileo era adesea dispus să-şi schimbe opiniile în conformitate cu observaţiile, stabilind chiar şi standarde de lungime şi timp, astfel încât să îşi execute corect experimentele.
A înţeles în scurt timp ideea de parabolă, aplicând-o în cercetările sale, afirmând că parabola este traiectoria teoretică ideală a unui proiectil uniform accelerat în absenţa frecării şi a altor perturbaţii.
A acceptat că există limitări ale valorii de adevăr ale acestei teorii, recunoscând că datele sale experimentale nu vor fi în acord cu nicio formă matematică sau teoretică din cauza impreciziei măsurării, imposibilităţii eliminării frecării şi a altor factori.
Galilei a fost unul dintre primii europeni care au observat petele solare (le observase şi Kepler în 1607), reinterpretând şi o observare a unei pete solare din vremea lui Carol cel Mare, care fusese atribuită unei treceri a lui Mercur. Datorită trecerilor lor periodice confirmau şi ideea că Soarele se roteşte, oferind un puternic contraargument pentru sistemul ptolemeic şi cel geoheliocentric al lui Tycho Brahe.
A fost primul care a vorbit despre munţii lunari şi despre craterele de pe Lună, a căror existenţă a dedus-o din luminile şi umbrele de pe suprafaţa Lunii şi a reuşit chiar şi o estimare a înălţimii munţilor, ceea ce l-a condus la concluzia că Luna nu este o sferă perfectă, aşa cum susţinea Aristotel.
În 1608 Galilei a realizat un telescop cu factorul de mărire 3x după planurile concepute de Hans Lippershey, iar în 1609 el a realizat şi altele, cu măriri de până la 30x. A putut vedea astfel imagini mărite pe Pământ – era ceea ce se numeşte astăzi telescop terestru, sau lunetă. La 25 august 1609 inaugurează primul telescop (gr. tele=departe şi skopein=a privi) în faţa dogilor veneţieni, acestea devenind o afacere profitabilă. Le putea vinde negustorilor care le găseau utile atât pe mare, cât şi ca marfă comercială. Şi-a publicat primele observaţii astronomice telescopice în martie 1610 într-un scurt tratat intitulat ”Sidereus Nuncius” (Mesager înstelat).
Tot în 1610, Galileo publică o lucrare asupra sateliţilor lui Jupiter, folosindu-şi observaţiile ca argument în favoarea teoriei copernicane heliocentrice a Universului. În anul următor, a vizitat Roma pentru a-şi prezenta telescopul la Collegio Romano. În timpul şederii la Roma a devenit membru al Accademia dei Lincei.
La 7 ianuarie 1610, Galileo a observat cu telescopul său modificările a „trei stele fixe”, toate apropiate de Jupiter, aflate pe o linie dreaptă cu acesta. Din calcule şi observaţii a concluzionat că ele toate se roteau în jurul lui Jupiter. Descoperise astfel trei dintre cei mai mari patru sateliţi naturali ai lui Jupiter: Io, Europa şi Callisto, iar pe al patrulea, Ganymede, avea să îl descopere la 13 ianuarie. Observaţiile sale au fost confirmate de observatorul lui Christopher Clavius, iar în 1611 a fost primit ca un erou la sosirea în Roma. De-a lungul următoarelor 18 luni el a obţinut nişte estimări remarcabil de exacte pentru perioadele acelea.
Observarea fazelor lui Venus în septembrie 1610, care erau similare cu cele ale Lunii, au făcut din nou ca modelul ptolemeic să devină neviabil. Opoziţia faţă de teoria heliocentrică susţinută de Galileo a crescut în 1612, prin descoperirea Căii Lactee (considerată anterior a fi o nebuloasă), găsind că este o multitudine de stele strânse atât de aproape unele de altele încât de pe Pământ ele par a fi nişte nori. Tot în 1612 observă şi planeta Neptun, dar ea apare în caietele sale ca una dintre multe alte stele îndepărtate şi slabe.
În 1614, Galileo este acuzat de erezie şi este nevoit să meargă la Roma pentru a se apăra în 1616, dar primeşte un avertisment oficial din partea Cardinalului Roberto Bellarmino să nu mai susţină sau să predea astronomia copernicană. Cu toate acestea Galileo nu se opreşte din cercetări şi observă în 1616 şi planeta Saturn.
Prin teoria lansată în 1616 privind mareele, considera că oferă dovada fizică necesară mişcării Pământului. Pentru Galileo, mareele erau cauzate de împingerea apei mărilor înainte şi înapoi pe măsură ce Pământul accelerează sau frânează din cauza rotaţiei în jurul axei sale şi a revoluţiei în jurul Soarelui. Dacă teoria ar fi fost corectă, am fi avut un singur flux pe zi, dar se ştia că există două fluxuri pe zi, la aproximativ 12 ore distanţă. Galileo a explicat această anomalie ca fiind rezultatul mai multor cauze secundare, dar a acceptat această teorie fără critică din dorinţa de a avea o dovadă fizică a mişcării Pământului. O teorie fizică completă a mareelor a fost disponibilă, însă, doar după Newton.
Galileo a spus despre ideea contemporanului său Johannes Kepler, cum că Luna cauzează mareele, că este o ficţiune inutilă. Galileo a refuzat să accepte şi orbitele eliptice ale planetelor din teoria lui Kepler, considerând cercul ca fiind forma „perfectă” a orbitelor planetare.
Galileo a spus că stelele sunt nişte sori aflaţi la diverse distanţe faţă de Pământ. Stelele mai strălucitoare erau sori mai apropiaţi, iar cele mai slabe erau sori mai îndepărtaţi. A calculat că stelele se află la distanţe de la câteva sute de ani lumină (A.L.), până la peste 2.000 de distanţe solare pentru stelele greu vizibile cu ochiul liber, cele vizibile doar cu telescopul fiind şi mai departe. A putut astfel contrazice argumentele copernicane că stelele îndepărtate sunt o absurditate.
Prin publicarea lucrării „Il Saggiatore” în 1623 a dat o posibilă explicaţie privind natura cometelor, scriind că: „Filozofia este scrisă în această mare carte, universul ... este scris în limba matematicii, iar personajele sunt triunghiuri, cercuri şi alte figuri geometrice; ... ”. El nu a oferit o teorie proprie a naturii cometelor, ci doar a prezentat unele presupuneri despre care acum se ştie că sunt greşite.
1624 reprezintă anul în care a perfecţionat un microscop pentru observarea insectelor (gr. micron=mic şi skopein= a vedea). Ilustraţiile cu insecte realizate folosind unul dintre microscoapele lui Galileo au fost publicate în 1625 şi par a fi prima documentare a utilizării unui microscop.
În 1632 publică la Florenţa „Dialog despre cele două sisteme principale ale lumii”.
În luna octombrie a acelui an însă, Galilei a fost judecat de un tribunal laic, judecată în urma căreia a fost excomunicat şi condamnat la închisoare pe viaţă. Cu toate acestea, în urma unui proces papal Galileo a fost pus sub arest la domiciliu şi mişcările sale au fost restricţionate de Papă. După 1634 a stat în casa sa de la ţară din Arcetri, lângă Florenţa.
A orbit complet în 1638, fiind bolnav şi de hernie şi insomnie, astfel că i s-a permis să călătorească la Florenţa pentru consultaţii medicale. În acest ultim an, orb complet, el a proiectat un regulator pentru un ceas cu pendul. Primul ceas cu pendul complet operaţional a fost realizat de Christiaan Huygens în anii 1650. Galilei a creat schiţe ale diverselor invenţii, cum ar fi o combinaţie dintre o lumânare şi o oglindă pentru a reflecta lumina într-o clădire, un culegător automat de roşii, un pieptene de buzunar care funcţiona şi ca tacâm, cât şi ceea ce pare a fi un pix cu bilă. Tot atunci Galileo a descris o metodă experimentală de măsurare a vitezei luminii, însă experimentul nu i-a ieşit şi pe distanţe mai mici de o milă.
A continuat să primească oaspeţi până în 1642, când a murit la 77 de ani, după ce a suferit de febră şi palpitaţii. Mormântul său se află în bazilica "Santa Croce" din Florenţa.
Lucrările şi experimentele sale în ce priveşte mişcarea corpurilor, împreună cu cele ale lui Kepler şi René Descartes, au fost precursoarele mecanicii clasice dezvoltate de Sir Isaac Newton.
Chiar şi principiul de inerţie al lui Galileo care spunea: „Un corp care se mişcă pe o suprafaţă netedă va continua în aceeaşi direcţie cu viteză constantă dacă nu este perturbat”, va fi încorporat în legile lui Newton (prima lege).
Se spune că Galileo ar fi dat drumul la bile din acelaşi material, dar de mase diferite din Turnul Înclinat de la Pisa pentru a demonstra că durata căderii este independentă de masa acestora (fapt dovedit în zilele noastre), contrazicând învăţăturile lui Aristotel cum că obiectele mai grele cad mai repede decât cele uşoare, direct proporţional cu greutatea lor.
Galileo a pus bazele relativităţii, spunând că legile fizicii sunt aceleaşi în orice sistem în mişcare rectilinie uniformă, indiferent de viteza sau direcţia sa. Deci, nu există mişcare absolută şi nici repaus absolut. Acest principiu a reprezentat baza legilor mişcării ale lui Newton şi joacă un rol central în teoria relativităţii restrânse a lui Einstein.
Contribuţia sa apare şi în matematică, unde produce o lucrare originală şi chiar profetică: „Paradoxul lui Galileo”, în care arată că există tot atâtea pătrate perfecte câte numere întregi sunt, deşi majoritatea numerelor nu sunt pătrate perfecte. Asemenea aparente contradicţii au fost explicate după 250 de ani în lucrările lui Georg Cantor.
Conform legendelor populare, după ce a retractat teoria că Pământul se mişcă în jurul Soarelui, Galileo ar fi murmurat celebra frază: „Şi totuşi, se mişcă!” (Eppur si muove!), dar nu există dovezi în acest sens.
La sute de ani de la moartea sa, Papa Benedict al XIV-lea, Papa Ioan Paul al II-lea şi Papa Benedict al XVI-lea şi-au exprimat regretul pentru modul în care Biserica a acţionat faţă de el, iar în 2008 i s-a ridicat o statuie în cadrul Bisericii de la Vatican.
Bibliografie:
1) ”Universul” de Vasile Ureche, editura Dacia 1982
2) ”Astronomie” de Tit Tihon, Sorin Trocaru, Petricã Crãciun, Ioan Adam, Niculae Dobrescu, Anamia Gireadã, editura Alfa C.C.D 2009
3) ”Astronomia pentru toţi” de Magda Stavinschi, Mircea Rusu, Erika Lucia Suhay, Elisabeta Ana Naghi, Teşilueanu Ovidiu editura Hatline 2010
4) Wikipedia
