Model planety słonecznej Galileo Galilei

Galileo Galilei (1564 – 1642) wniósł tak znaczący wkład w ludzkie zrozumienie kosmosu i miejsca w nim Ziemi, że często przypisuje mu się zasługi heliocentryzm, pogląd, że Ziemia krąży wokół Słońca, a nie odwrotnie.

Tym, co faktycznie zrobił Galileo, było wsparcie obserwacyjne dla wysuniętej teorii polskiego astronoma Mikołaja Kopernika (1473 – 1543), zmarłego dwadzieścia lat przed śmiercią Galileusza urodzony.

Kopernik ukończył swój traktat tuż przed śmiercią i został zakazany przez Kościół katolicki, ale niemniej jednak dał początek ruchowi, który ostatecznie zaowocował przyjęciem heliocentrycznego. Model. Ruch ten stał się znany jako rewolucja kopernikańska i trwał około 100 lat.

Głównym wkładem Galileusza w rewolucję były dane obserwacyjne, które uzyskał za pomocą zbudowanego przez siebie teleskopu. Był pierwszym astronomem, który przeskanował niebo za pomocą przyrządu powiększającego światło i jest czasami określany mianem ojca astronomii obserwacyjnej. Opublikował swoje spostrzeżenia, które były tak znaczące, że Kościół katolicki osądził go jako heretyka i skazał go na resztę życia w areszcie domowym.

Spojrzenie na osiągnięcia Galileusza z odpowiedniej perspektywy pomaga zrozumieć klimat polityczny i społeczny, jaki panował w jego życiu. Kościół był potężną konserwatywną instytucją, a jego wpływ był odczuwalny w całej Europie. Podpisał się pod poglądem, że Ziemia jest centrum wszechświata od momentu jego powstania i nie chce się zmieniać.. Każdy, kto kwestionował ten pogląd, był poddawany torturom i egzekucji.

Istnieją dowody na to, że grecki astronom Arystarch z Samos (do. 310 p.n.e. – do. 230 p.n.e.), uważano, że Ziemia obraca się wokół Słońca. Żadne z jego pism nie przetrwało, ale wspominają go greccy filozofowie Archimedes, Plutarch i Sekstus Empiryk. Jego pogląd, podobnie jak pogląd Demokryta, który wierzył w atomy, był sprzeczny z Arystotelesem i Platonem, których filozofia zdominowała myśl zachodnią przez pierwsze 1500 lat ery chrześcijańskiej.

Arystotelesowski pogląd głosił, że Ziemia znajduje się w centrum wszechświata i jest otoczona szeregiem koncentrycznych sfer, z których każda odpowiada jednej z planet. Myśliciele chrześcijańscy polubili ten pogląd, być może dlatego, że wspierał on historie o stworzeniu w Biblii, ale nie wykonał zbyt dobrej roboty wyjaśnienie ruchów planet, zwłaszcza ruchów wstecznych, gdy planety wydają się odwracać swój kierunek ruch.

Przybył perski astronom Ptolemeusz (do. 100 n.e. – do. 170 n.e.) zaproponować, aby każda planeta obracała się w dużym okręgu wokół Ziemi, a także wokół mniejszej, której środek znajdował się na dużym okręgu. Nazwał duży krąg szanowny a ten mniejszy epicykl. Ponadto środek deferentu może być odsunięty od Ziemi o wartość znaną jako równoważny.

Łącząc je w skomplikowany schemat, który stał się systemem ptolemejskim, pozycje planety można było dość dobrze przewidzieć, a astronomowie używali tego modelu do czasu przybycia Kopernika wzdłuż.

Jak wszyscy naukowcy i filozofowie, Kopernik szukał najprostszych odpowiedzi na pytanie, dlaczego wszechświat jest taki, jaki jest, a system ptolemejski wcale nie był prosty. Zdał sobie sprawę, że wystarczy jedna mała zmiana w perspektywie, aby to naprawić – przynajmniej większość.

Z podziękowaniem dla Arystarchusa z Samos (które później usunął), Kopernik opublikował swój traktat De Revolutionibus Orbium Coelestium (O obrotach sfer niebieskich) w 1543 roku, w roku jego śmierci.

W modelu kopernikańskim w centrum wszechświata jest Słońce, a nie Ziemia. To w dużej mierze wyeliminowało potrzebę epicykli i ekwantów, ale nie całkowicie, ponieważ Kopernik uważał, że orbity planet są kołowe. Prawdą jest, że są eliptyczne, ale nie byłoby to znane, dopóki Johannes Kepler nie odkrył tego w 1605 roku.

Ponieważ zmarł wkrótce po opublikowaniu swojego traktatu, Kopernik nie musiał spotykać się z żadną reakcją Kościoła. Prawdopodobnie tak to zaplanował. Jego książka rzeczywiście została zakazana przez Kościół w 1616 roku i pozostawała na liście zakazanych do 1835 roku. Giordano Bruno, włoski astronom i matematyk, który wyznawał pogląd kopernikański, nie miał tyle szczęścia: został spalony na stosie w 1600 r. za odmowę wyrzeczenia się swoich kopernikańskich filozofii.

Galileusz był szczery, ekstrawagancki i kreatywny, przypisuje mu się wiele osiągnięć, w tym potwierdzenie teorii kopernikańskiej.

Po usłyszeniu o wynalezieniu teleskopu przez Holendrów w 1608 roku Galileusz zbudował swój własny, który posiadał 30-krotne powiększenie. Użył go do badania Jowisza, którego nikt wcześniej nie widział z bliska, i zauważył cztery otaczające go gwiazdy. Zdał sobie sprawę, że to księżyce, iw 1610 opublikował krótki traktat pt Siderius Nuncjusz (The Starry Messenger), który zaprzeczył światopoglądowi Arystotelesa i uczynił go celebrytą.

W dokumencie nazwał księżyce „Gwiazdami Medycyny”, aby zyskać przychylność wielkiego księcia Toskanii, Cosimo II de Medici. Cosimo II nie był ponad pochlebstwami i przyznał Galileuszowi potężne stanowisko matematyka i filozofa Medyceuszy, co dało mu platformę, z której mógł opowiadać się za swoimi teoriami.

Galileusz poczynił trzy inne obserwacje, które były ważnymi potwierdzeniami teorii Kopernika, i wykorzystał swój post do ich opublikowania. Pierwszym było to, że Księżyc miał góry, a drugim, że Słońce miało ciemne obszary zwane plamami słonecznymi, oba te argumenty zaprzeczały Arystotelesowi, który nauczał, że planety są doskonałe i bez skazy.

Trzecia obserwacja dostarczyła być może najważniejszego ze wszystkich poparcia Galileusza dla teorii heliocentrycznej: był w stanie zaobserwować, że Wenus ma fazy, jak księżyc. Można to wyjaśnić tylko wtedy, gdy planety krążą wokół Słońca, a nie Ziemi.

Kiedy Kościół zakazał księgi Kopernika w 1616 roku, wezwał Galileusza do Rzymu i zabronił mu nauczania teorii heliocentrycznej. Zgodził się, ale w 1632 opublikował kolejną książkę, w której porównał teorie geocentryczne i heliocentryczne. Twierdził, że jest neutralny, ale nikt nie dał się nabrać.

Kościół wezwał go z powrotem do Rzymu i zażądał, aby się wycofał pod groźbą tortur. Galileusz miał wtedy 70 lat i wiedział, co stało się z Brunem, więc zgodził się po raz drugi. Kościół skazał go na resztę życia w areszcie domowym.

Po skonstruowaniu „lunety”, pod którą wówczas znane były teleskopy, Galileusz dokonał ważnych odkryć obserwacyjnych. Wszystkie te obserwacje razem wzięte były dla niego dowodem, że Słońce znajdowało się w centrum wszechświata. Teraz wiemy, że faktycznie znajduje się w centrum Układu Słonecznego, ale ta fraza nie została jeszcze ukuta.

Obserwując plamy słoneczne, z których nie zdawał sobie sprawy, że jest to niebezpieczne, zauważył, że poruszają się po tarczy słońca, co zainspirowało rewolucyjny pomysł. Słońce obraca się wokół własnej osi. Fakt, że Ziemia ma rotację osiową, był częścią teorii Kopernika, ale odkrycie, że Słońce również się obraca, było nowością.

Jego obserwacje faz Wenus były dowodem na to, że Wenus krąży wokół Słońca, ale nie była to do końca nowość dla naukowców z tamtych czasów. Chociaż nigdy nie zaobserwowali faz, już to podejrzewali i po prostu założyli, że zarówno Wenus, jak i Merkury krążą wokół Słońca, podczas gdy Słońce krąży wokół Ziemi. Jednak biorąc pod uwagę jego inne obserwacje, obserwacje faz Wenus były dość rozstrzygającym poparciem dla idei, że wszystkie planety krążą wokół Słońca, nie tylko Wenus.

Galileo jest znany z wielu innych odkryć naukowych. Opracował eksperyment do pomiaru prędkości światła. Większość ludzi w tamtym czasie wierzyła, że ​​prędkość światła jest nieskończona, ale nie Galileusz, który uważał, że chociaż światło porusza się bardzo szybko, jego prędkość jest skończona i mierzalna. Wymyślił eksperyment, ale nigdy go nie próbował (i prawdopodobnie by nie zadziałał).

Chociaż nie wynalazł teleskopu, Galileusz wynalazł szereg urządzeń pomiarowych, które są używane do dziś, w tym kompas oraz rodzaj termometru, który mierzy temperaturę na podstawie wysokości zawieszonych pojemników z etanolem w dużej pionowej rurce wypełnionej woda.

Galileo jako pierwszy zauważył, że wszystkie spadające ciała podlegają tej samej sile przyspieszenia i przy braku oporu powietrza spadają z tą samą prędkością. Jako pierwszy zdał sobie sprawę, że trajektoria kuli armatniej ma składowe pionowe i poziome, które można przedstawić na wykresie i osobno analizować.

Ekstrawagancja Galileusza może być jednym z powodów, dla których przypisuje się mu tak wiele uznania dla teorii heliocentrycznej. Mimo to przez całe życie był gorliwym katolikiem. Oto kilka innych faktów na temat Galileo:

Czy Galileusz był księdzem? Odpowiedź brzmi tak i nie. W młodości wyjechał na studia medyczne do klasztoru jezuitów, gdzie złożył śluby kapłańskie. Jednak niedługo potem zdecydował, że jego prawdziwym powołaniem jest być mnichem, a nie księdzem. Został opuszczony, a ojciec wycofał go z klasztoru.

Czy Galileusz był żonaty? Galileusz miał żonę konkubina i razem mieli troje dzieci, ale ponieważ nigdy nie poślubił swojej żony (być może dlatego, że nadal poważnie brał śluby kapłańskie), jego dzieci były nieślubne. Nie mógł dać swoim córkom posagu, więc musiały przez całe życie mieszkać w klasztorach.

Galileo miał moment „Ja też”. Być może nieco zbyt ekstrawagancki i kreatywny Galileusz został oskarżony o niestosowność wobec swoich studentów, a jego profesurę na Uniwersytecie w Pizie przerwano. Niemniej jednak nadal ma fanów, w tym Alberta Einsteina, który nazwał Galileusza ojcem współczesnej fizyki i ogólnie współczesnej nauki.

Eksperyment „Krzywa Wieża” to mit. Jedna z najsłynniejszych historii Galileusza mówi, że zrzucił dwie kule z wieży w Pizie, aby potwierdzić swoją teorię grawitacji. Mimo że Galileusz urodził się w Pizie i tam nauczał, niewiele jest dowodów na to, że tak się rzeczywiście stało. Bardziej prawdopodobne, że był to eksperyment myślowy.

Czy Galileusz został usprawiedliwiony? Mimo że zmarł w areszcie domowym, historia Galileusza na pewno potwierdziła swoje istnienie. Kiedy NASA wysłała sondę do badania Jowisza w 1989 roku, nazwano ją Galileo. Co ciekawe, trzy lata później Watykan rozgrzeszył Galileusza.