Galileo Galileis Solar Planet-modell

Galileo Galilei (1564 - 1642) bidrog så betydande till människans förståelse av kosmos och jordens plats i den att han ofta får kredit för heliocentrism, uppfattningen att jorden kretsar kring solen och inte tvärtom.

Vad Galileo faktiskt gjorde var att ge observationsstöd för en teori som hade lagts fram av den polska astronomen Nicolaus Copernicus (1473 - 1543), som dog tjugo år innan Galileo var född.

Copernicus avslutade sin avhandling precis innan han dog, och den förbjöds av den katolska kyrkan, men ändå skapade det en rörelse som så småningom resulterade i antagandet av heliosentriken modell. Rörelsen blev känd som den kopernikanska revolutionen och den varade i cirka 100 år.

Galileos främsta bidrag till revolutionen var observationsdata, som han fick med ett teleskop som han själv byggde. Han var den första astronomen som skannade himlen med ett ljusförstorande instrument och kallas ibland fadern för observationsastronomi. Han publicerade sina iakttagelser, och de var så betydelsefulla att den katolska kyrkan försökte honom som kättare och begränsade honom till husarrest för resten av sitt liv.

För att sätta Galileos prestationer i perspektiv hjälper det att förstå det politiska och sociala klimat som rådde under hans liv. Kyrkan var en kraftfull konservativ institution och dess inflytande kändes i hela Europa. Det hade prenumererat på uppfattningen att jorden var centrum för universum sedan dess grundande, och den ville inte förändras. Den som ifrågasatte utsikten utsattes för tortyr och avrättning.

Det finns bevis för att en grekisk astronom, Aristarchus of Samos (c. 310 fvt - c. 230 f.Kr.), trodde att jorden roterar runt solen. Ingen av hans skrifter har överlevt, men han nämns av de grekiska filosoferna Archimedes, Plutarch och Sextus Empiricus. Hans uppfattning, liksom Demokritos, som trodde på atomer, var i strid med Aristoteles och Platon, vars filosofier dominerade västerländsk tanke under de första 1500 åren av den kristna eran.

Den aristoteliska uppfattningen var att jorden är i centrum av universum, och den var omgiven av en serie koncentriska sfärer, var och en motsvarande en av planeterna. Kristna tänkare gillade denna uppfattning, kanske för att den stödde skapelseshistorier i Bibeln, men det gjorde inte särskilt bra jobb med förklarar planeternas rörelser, särskilt retrograd rörelser, när planeterna verkar vända sin riktning rörelse.

Längs med kom den persiska astronomen Ptolemaios (c. 100 CE - c. 170 CE) för att föreslå att varje planet kretsade i en stor cirkel runt jorden liksom runt en mindre med sitt centrum på den stora cirkeln. Han kallade den stora cirkeln uppskjutande och den mindre cykel. Dessutom kunde den uppskjutande mitten förskjutas från jorden med en mängd som kallas motsvarande.

Kombinera dessa till ett komplicerat system som blev det ptolemaiska systemet, positionerna för planeter kunde rimligen väl förutsägas, och astronomer använde denna modell tills Copernicus kom längs.

Liksom alla forskare och filosofer sökte Copernicus de enklaste svaren på varför universum är som det är, och det ptolemaiska systemet var allt annat än enkelt. Han insåg att en liten förändring i perspektiv var allt som behövdes för att fixa det - åtminstone det mesta.

Med ett erkännande till Aristarchus av Samos (som han senare raderade) publicerade Copernicus sin avhandling De Revolutionibus Orbium Coelestium (Om de himmelska sfärernas revolutioner) 1543, året för hans död.

I den kopernikanska modellen är solen i centrum av universum, inte jorden. Detta eliminerade till stor del behovet av epicykler och motsvarande, men inte helt, eftersom Copernicus trodde att planetbanor är cirkulära. Sanningen är att de är elliptiska, men det skulle inte vara känt förrän Johannes Kepler räknade ut det 1605.

Eftersom han dog strax efter att hans avhandling publicerades, behövde Copernicus inte möta några motreaktioner från kyrkan. Det är troligt att han planerade det på det sättet. Hans bok förbjöds verkligen av kyrkan 1616 och den stod kvar på den förbjudna listan fram till 1835. Giordano Bruno, en italiensk astronom och matematiker som följde den kopernikanska uppfattningen, var inte så lycklig: han brändes på bålet 1600 för att vägra att återkalla sina kopernikanska filosofier.

Galileo var frispråkig, flamboyant och kreativ, och han krediteras med många prestationer, inklusive bekräftelsen av den kopernikanska teorin.

När Galileo fick höra om uppfinningen av teleskopet 1608, byggde Galileo sin egen, som kunde förstora 30 ×. Han använde den för att studera Jupiter, som ingen någonsin sett närbild tidigare, och märkte fyra stjärnor som omger den. Han insåg att de var månar och publicerade 1610 en kort avhandling med titeln Siderius Nuncius (The Starry Messenger), som stred mot den aristoteliska världsbilden och gjorde honom till en kändis.

I dokumentet kallade han månarna "Medicinstjärnor" för att vinna fördel med storhertigen i Toscana, Cosimo II de Medici. Cosimo II var inte över smicker, och han gav Galileo den kraftfulla posten som matematiker och filosof till Medicis, vilket gav honom en plattform för att stödja hans teorier.

Galileo gjorde tre andra iakttagelser som var viktiga bekräftelser av kopernikansk teori, och han använde sitt inlägg för att publicera dem. Den första var att månen hade berg, och den andra var att solen hade mörka områden som kallades solfläckar, båda motsägde Aristoteles, som lärde att planeterna är perfekta och felfria.

Den tredje observationen var kanske det viktigaste av allt för Galileos stöd till den heliocentriska teorin: han kunde observera att Venus hade faser, som månen. Detta kunde bara förklaras om planeterna kretsar kring solen, inte jorden.

När kyrkan förbjöd Copernicus bok 1616 kallade den Galileo till Rom och förbjöd honom att undervisa i heliocentrisk teori. Han gick med på det, men 1632 publicerade han en annan bok där han jämförde de geocentriska och heliocentriska teorierna. Han påstod sig vara neutral, men ingen lurades.

Kyrkan kallade honom tillbaka till Rom och krävde att han skulle återgå under tortyrstraff. Galileo var 70 år då och han visste vad som hade hänt Bruno, så han gick med på en andra gång. Kyrkan dömde honom till husarrest för resten av sitt liv.

Efter att ha konstruerat sitt "glasögon", som var hur teleskop var känt vid den tiden, gjorde Galileo sina viktiga observationsupptäckter. Alla dessa observationer, tillsammans, var ett bevis för honom att solen stod i centrum av universum. Vi vet nu att det faktiskt är i mitten av solsystemet, men den frasen hade inte myntats ännu.

Medan han observerade solfläckar, som han inte insåg var en farlig sak att göra, märkte han att de rörde sig över solens ansikte, och det inspirerade en revolutionär idé. Solen roterar på sin axel. Det faktum att jorden har en axiell rotation var en del av kopernikansk teori, men upptäckten att solen också roterar var ny.

Hans observationer av faserna i Venus var ett bevis på att Venus kretsar kring solen, men det var inte precis nyheter för tidens forskare. Även om de aldrig hade observerat faserna, misstänkte de redan så mycket och antog helt enkelt att både Venus och Merkurius kretsade om solen medan solen kretsar kring jorden. Taget med hans andra observationer var dock observation av Venus faser ganska avgörande stöd för idén att alla planeter kretsar kring solen, inte bara Venus.

Galileo är känt för en mängd andra vetenskapliga genombrott. Han utformade ett experiment för att mäta ljusets hastighet. De flesta människor vid den tiden trodde att ljusets hastighet var oändlig, men inte Galileo, som trodde att även om ljuset rör sig mycket snabbt, är dess hastighet ändlig och mätbar. Han utarbetade ett experiment men försökte det aldrig (och det skulle nog inte ha fungerat).

Även om han inte uppfann teleskopet uppfann Galileo ett antal mätanordningar som används till denna dag, inklusive kompassen och en typ av termometer som mäter temperaturen i höjden på upphängda etanolbehållare i ett stort vertikalt rör fylld med vatten.

Galileo var den första som insåg att fallande kroppar alla utsätts för samma accelerationskraft och i frånvaro av luftmotstånd faller de i samma takt. Han var den första som insåg att banan för en kanonkula hade vertikala och horisontella komponenter som kunde avbildas i en graf och analyseras separat.

Galileos flamboyance är en anledning till varför han får så mycket kredit för den heliocentriska teorin. Trots det var han en ivrig katolik under hela sitt liv. Här är några andra fakta om Galileo:

Var Galileo präst? Svaret är ja och nej. När han var ung gick han för att studera medicin vid ett jesuitkloster, där han tog sina prästliga löften. Inte långt därefter bestämde han sig dock för att hans verkliga kallelse var att vara munk, inte präst. Han avtappades och hans far drog honom ur klostret.

Var Galileo gift? Galileo hade en gemensam fru, och tillsammans hade de tre barn, men för att han aldrig gifte sig med sin fru (kanske för att han fortfarande tog sina prästliga löften på allvar) var hans barn olagliga. Han kunde inte förse sina döttrar med en medgift, så de var tvungna att bo i kloster hela livet.

Galileo hade ett "Me Too" ögonblick. Kanske lite för flamboyant och kreativ anklagades Galileo för att vara olämplig med sina studenter och hans professorskap vid universitetet i Pisa avslutades. Ändå har han fortfarande fans, inklusive Albert Einstein, som kallade Galileo far till modern fysik och modern vetenskap i allmänhet.

"Det lutande tornet" -experimentet är en myt. En av de mest berömda berättelserna om Galileo får honom att släppa två bollar från tornet i Pisa för att bekräfta hans gravitationsteori. Även om Galileo föddes i Pisa och undervisade där, är beviset att detta faktiskt hände knappt. Det var mer troligt ett tankeexperiment.

Var Galileo rättfärdigad? Även om han dog i husarrest har Galileo definitivt rättfärdigats av historien. När NASA skickade en sond för att utforska Jupiter 1989 fick den namnet Galileo. Intressant nog, tre år efter det, befriade Vatikanen Galileo.