Galileo Galilein aurinkoplaneettamalli

Galileo Galilei (1564 - 1642) on antanut niin merkittävän panoksen ihmisen ymmärrykseen kosmoksesta ja maapallon paikasta siinä, että hän saa usein tunnustusta heliosentrismi, näkemys siitä, että maapallo pyörii auringon ympäri eikä päinvastoin.

Galileo teki todellakin havainnointitukea esitetylle teorialle puolalainen tähtitieteilijä Nicolaus Copernicus (1473-1543), joka kuoli 20 vuotta ennen Galileon syntymää syntynyt.

Kopernikus valmistui tutkielmansa juuri ennen kuolemaansa, ja katolinen kirkko kielsi sen, mutta Siitä huolimatta se synnytti liikkeen, joka lopulta johti helikeskuksen käyttöönottoon malli. Liike tunnettiin nimellä Kopernikan vallankumous, ja se kesti noin 100 vuotta.

Galileon tärkeimmät panokset vallankumoukseen olivat havainnointitiedot, jotka hän hankki itse rakentamallaan kaukoputkella. Hän oli ensimmäinen tähtitieteilijä, joka skannasi taivaat valoa suurentavalla instrumentilla, ja häntä kutsutaan joskus havainnoivan tähtitieteen isäksi. Hän julkaisi havaintonsa, ja ne olivat niin merkittäviä, että katolinen kirkko yritti häntä harhaoppisena ja rajoitti hänet kotiarestiin loppuelämänsä ajan.

Galileon saavutusten tarkasteleminen auttaa ymmärtämään hänen elämänsä aikana vallinneen poliittisen ja sosiaalisen ilmapiirin. Kirkko oli voimakas konservatiivinen instituutio, ja sen vaikutus tuntui kaikkialla Euroopassa. Se oli kannattanut näkemystä siitä, että maa oli maailmankaikkeuden keskus sen perustamisesta lähtien, eikä se halunnut muuttua. Jokaista, joka haastoi näkemyksen, kidutettiin ja teloitettiin.

On olemassa todisteita siitä, että kreikkalainen tähtitieteilijä, Samoksen Aristarchus (c. 310 eaa. - c. 230 eaa.), Uskottiin, että maa pyörii auringon ympäri. Mikään hänen kirjoituksistaan ​​ei ole säilynyt, mutta kreikkalaiset filosofit Archimedes, Plutarch ja Sextus Empiricus mainitsevat hänet. Hänen näkemyksensä, kuten atomiin uskova Demokritos, oli ristiriidassa Aristoteleen ja Platonin kanssa, joiden filosofiat hallitsivat länsimaista ajattelua kristillisen aikakauden ensimmäisten 1500 vuoden ajan.

Aristoteleinen näkemys oli, että maa on maailmankaikkeuden keskellä, ja sitä ympäröi joukko samankeskisiä palloja, joista kukin vastasi yhtä planeetoista. Kristityt ajattelijat pitivät tästä näkemyksestä, ehkä siksi, että se tuki Raamatun luomistarinoita, mutta se ei tehnyt kovin hyvää työtä selittämällä planeettojen liikkeitä, erityisesti taaksepäin suuntautuvia liikkeitä, kun planeetat näyttävät kääntävän suuntaansa liike.

Mukana tuli persialainen tähtitieteilijä Ptolemaios (c. 100 CE - c. 170 eKr.) Ehdottaa, että jokainen planeetta pyörii suuressa ympyrässä maapallon ympäri ja pienemmän ympärillä, jonka keskipiste oli suuressa ympyrässä. Hän kutsui suurta ympyrää kunnioittava ja pienempi eeppinen jakso. Lisäksi poikkeavan keskusta voitaisiin siirtää maasta määrällä, joka tunnetaan nimellä yhtä suuri.

Yhdistämällä nämä monimutkaiseen järjestelmään, josta tuli Ptolemaic-järjestelmä, planeettoja voidaan ennustaa kohtuullisen hyvin, ja tähtitieteilijät käyttivät tätä mallia, kunnes Kopernikus tuli pitkin.

Kuten kaikki tiedemiehet ja filosofit, Copernicus etsi yksinkertaisia ​​vastauksia siihen, miksi maailmankaikkeus on sellainen kuin se on, ja Ptolemaioksen järjestelmä oli kaikkea muuta kuin yksinkertainen. Hän tajusi, että vain yksi pieni näkökulman muutos tarvitsi sen korjaamiseksi - ainakin suurimman osan.

Kopernicus julkaisi tutkielmansa tunnustuksella Samoksen Aristarkukselle (jonka hän myöhemmin poisti) De Revolutionibus Orbium Coelestium (Taivaallisten pallojen vallankumouksista) vuonna 1543, hänen kuolemansa vuonna.

Kopernikan mallissa aurinko on maailmankaikkeuden keskellä, ei maapallolla. Se eliminoi suurelta osin episyklien ja vastaavien tarvetta, mutta ei kokonaan, koska Kopernikus uskoi, että planeetan kiertoradat ovat pyöreitä. Totuus on, että ne ovat elliptisiä, mutta sitä ei tiedetä ennen kuin Johannes Kepler tajusi sen vuonna 1605.

Koska hän kuoli pian tutkielmansa julkaisemisen jälkeen, Copernicuksen ei tarvinnut kohdata mitään kirkon vastarintaa. Todennäköisesti hän suunnitteli sen tällä tavalla. Kirkko kielsi hänen kirjansa vuonna 1616, ja se pysyi kiellettyjen luettelossa vuoteen 1835 asti. Giordano Bruno, italialainen tähtitieteilijä ja matemaatikko, joka noudatti Kopernikan näkemystä, ei ollut niin onnekas: Hän poltettiin vaarnalla vuonna 1600, koska hän kieltäytyi jättämästä kopernikalaisia ​​filosofiansa.

Galileo oli suorapuheinen, röyhkeä ja luova, ja hänelle on annettu lukuisia saavutuksia, mukaan lukien kopernikalaisen teorian vahvistus.

Kuullessaan hollantilaisten keksimän teleskoopin vuonna 1608, Galileo rakensi omansa, joka pystyi suurentamaan 30-kertaisesti. Hän käytti sitä tutkiakseen Jupiteria, jota kukaan ei ollut koskaan ennen nähnyt läheltä, ja huomasi sen ympärillä olevat neljä tähteä. Hän tajusi, että he olivat kuita, ja julkaisi vuonna 1610 lyhyen tutkielman nimeltä Siderius Nuncius (Tähtinen sanansaattaja), joka oli ristiriidassa aristotelelaisen maailmankuvan kanssa ja teki hänestä julkkis.

Asiakirjassa hän kutsui kuita "Medician Starsiksi" saadakseen suosiota Toscanan suurherttua, Cosimo II de Mediciä. Cosimo II ei ollut imartelun yläpuolella, ja hän myönsi Galileolle vahvan matemaatikon ja filosofin viran Medicille, mikä antoi hänelle alustan puolustaa hänen teorioitaan.

Galileo teki kolme muuta havaintoa, jotka olivat tärkeitä kopernikalaisen teorian vahvistuksia, ja hän käytti viestiään niiden julkistamiseksi. Ensimmäinen oli se, että kuussa oli vuoria, ja toisessa se, että aurinko oli tummia alueita, joita kutsuttiin auringonpilkiksi, molemmat olivat ristiriidassa Aristoteleen kanssa, joka opetti, että planeetat ovat täydellisiä ja virheettömiä.

Kolmas havainto tarjosi ehkä kaikkein tärkeimmän Galileon tuelle heliosentriseen teoriaan: hän pystyi havaitsemaan, että Venuksella oli vaiheita, kuten kuu. Tämä voidaan selittää vain, jos planeetat kiertävät aurinkoa, ei maata.

Kun kirkko kielsi Copernicuksen kirjan vuonna 1616, se kutsui Galileon Roomaan ja kielsi opettamasta heliosentristä teoriaa. Hän suostui, mutta vuonna 1632 hän julkaisi toisen kirjan, jossa hän vertaili geosentrisiä ja heliosentrisiä teorioita. Hän väitti olevansa neutraali, mutta ketään ei huijata.

Kirkko kutsui hänet takaisin Roomaan ja vaati häntä vetäytymään kidutusrangaistuksen alaisena. Galileo oli tuolloin 70-vuotias ja tiesi, mitä Brunolle oli tapahtunut, joten hän sopi toisen kerran. Kirkko tuomitsi hänet kotiarestiin loppuelämänsä ajan.

Kun Galileo oli rakentanut "spyglassin", josta tunnettiin kaukoputket tuolloin, Galileo teki tärkeät havainnoinnit. Kaikki nämä havainnot yhdessä todistivat hänelle, että aurinko oli maailmankaikkeuden keskipisteessä. Tiedämme nyt, että se on itse asiassa aurinkokunnan keskellä, mutta tätä ilmausta ei ollut vielä keksitty.

Tarkkaillessaan auringonpilkkuja, joita hän ei tajunnut olevan vaarallinen asia, hän huomasi, että ne liikkuivat auringon yli, mikä innoitti vallankumouksellisen idean. Aurinko pyörii akselillaan. Se, että maapallolla on aksiaalinen kiertymä, oli osa Kopernikan teoriaa, mutta havainto, että myös aurinko pyörii, oli uusi.

Hänen havaintonsa Venuksen vaiheista oli osoitus siitä, että Venus kiertää aurinkoa, mutta tämä ei ollut aivan uutinen tuon ajan tiedemiehille. Vaikka he eivät olleet koskaan havainneet vaiheita, he epäilivät jo niin paljon ja yksinkertaisesti olettivat, että sekä Venus että Merkurius kiertivät aurinkoa, kun aurinko kiertää maapalloa. Muiden havaintojensa kanssa Venuksen vaiheiden havainnointi oli kuitenkin melko ratkaiseva tuki ajatukselle, että kaikki planeetat kiertävät aurinkoa, ei vain Venus.

Galileo tunnetaan joukosta muita tieteellisiä läpimurtoja. Hän suunnitteli kokeen valon nopeuden mittaamiseksi. Suurin osa tuolloin ihmisistä uskoi valon nopeuden olevan ääretön, mutta ei Galileo, joka uskoi, että vaikka valo kulkee hyvin nopeasti, sen nopeus on rajallinen ja mitattavissa. Hän suunnitteli kokeen, mutta ei koskaan kokeillut sitä (ja se ei todennäköisesti olisi toiminut).

Vaikka hän ei keksinyt kaukoputkea, Galileo keksi useita tähän päivään käytettyjä mittalaitteita, mukaan lukien kompassi ja erään tyyppisen lämpömittarin, joka mittaa lämpötilaa riippuvien etanoliastioiden korkeuksien perusteella suuressa pystysuorassa putkessa, joka on täytetty vettä.

Galileo tunnisti ensimmäisenä, että putoaviin kappaleisiin kohdistuu sama kiihdytysvoima ja jos ilmanvastusta ei ole, ne putoavat samalla nopeudella. Hän tajusi ensimmäisenä, että tykinkuulan liikeradalla oli pystysuoria ja vaakasuoria komponentteja, jotka voitiin kuvata kaaviossa ja analysoida erikseen.

Galilein räikeys on yksi syy siihen, miksi hän saa niin paljon kiitosta heliosentrisestä teoriasta. Siitä huolimatta hän oli kiihkeä katolinen koko elämänsä ajan. Tässä on joitain muita faktoja Galileosta:

Oliko Galileo pappi? Vastaus on kyllä ​​ja ei. Nuorena hän meni opiskelemaan lääketiedettä jesuiittaluostariin, jossa hän antoi pappilupauksensa. Pian sen jälkeen hän kuitenkin päätti, että hänen todellisen kutsumuksensa oli olla munkki eikä pappi. Hänet vapautettiin, ja hänen isänsä veti hänet luostarista.

Oliko Galileo naimisissa? Galileolla oli avolaki, ja yhdessä heillä oli kolme lasta, mutta koska hän ei koskaan naimisissa vaimonsa kanssa (ehkä siksi, että hän otti edelleen pappilupauksensa vakavasti), hänen lapsensa olivat laittomia. Hän ei voinut antaa tyttärilleen myötäjästä, joten heidän täytyi asua luostareissa koko elämänsä ajan.

Galileolla oli hetki "minäkin". Ehkä hieman liian röyhkeä ja luova, Galileota syytettiin sopimattomuudesta opiskelijoidensa kanssa, ja hänen professuurinsa Pisan yliopistossa lopetettiin. Siitä huolimatta hänellä on edelleen faneja, mukaan lukien Albert Einstein, joka kutsui Galileota modernin fysiikan ja modernin tieteen isäksi.

Kalteva torni -kokeilu on myytti. Yksi Galileon kuuluisimmista tarinoista saa hänet pudottamaan kaksi palloa Pisan tornista vahvistaakseen painovoimateoriansa. Vaikka Galileo syntyi Pisassa ja opetti siellä, todisteet siitä, että tämä todella tapahtui, on niukkaa. Se oli todennäköisemmin ajatuskokeilu.

Oliko Galileo oikeutettu? Vaikka hän kuoli kotiarestissa, historia on ehdottomasti vahvistanut Galileon. Kun NASA lähetti koettimen tutkia Jupiteria vuonna 1989, se sai nimen Galileo. Mielenkiintoista on, että kolme vuotta sen jälkeen Vatikaani vapautti Galileon.