Выдающийся итальянский ученый Галилео Галилей прежде всего известен как астроном. Он полностью поддерживал теорию Коперника, что Земля не является центром Вселенной, а наряду с другими планетами, вращается вокруг Солнца.
Эта категоричность привела его к непримиримому конфликту с католической церковью, потому что она бросала вызов библейской истории сотворения мира. Галилей был пионером и в изучении гравитации и механизме движения.
В отличие от многих более ранних ученых, Галилей основывал свои теории на наблюдениях и экспериментах — и делал подробные записи своей работы — а не на традиционных верованиях. За свои труды и убеждения он получил известность как отец современной науки.
Карьера и семья
Галилео Галилей родился в Пизе, в центральной Италии, 15 февраля 1564 года, во времена Ренессанса, когда процветали искусство и наука. Сын профессионального музыканта, Винченцо Галилея, который обладал музыкальным талантом, а также был писателем и художником.
Галилей получил хорошее образование в Камалдолезском монастыре в Вальомброзе, недалеко от Флоренции, до поступления в университет Пизы. Сначала он планировал обучаться медицине, а затем решил изучать математику и физику.
В 1589 г. он был назначен преподавателем на кафедру математики в Пизе. Три года спустя перешел в университет Падуи. В 1610 году Галилей стал математиком и философом при дворе Козимо II Медичи, великого герцога Тосканы.
Галилей никогда не был женат официально, но у него были серьезные длительные отношения с женщиной по имени Марина Гамба, которая родила ему троих детей. Вирджиния и Ливия впоследствии стали монахинями, и сын Винченцо стал лютенистом.
Движение и гравитация
Галилей заинтересовался механизмом движения и гравитацией в 1581 г. в соборе Пизы, наблюдая за люстрой, качающейся назад-вперед, как маятник у часов. Когда он вернулся домой, то соорудил два маятника одинаковой длины и провел несколько экспериментов. В 1602 году он сделал открытие, что периоды маятника (полное колебание) всегда регулярны, и что длина каждого периода изменяется в зависимости от длины маятника.
Галилей также обнаружил, что скорость падения объекта зависит не от его веса, как считалось ранее, а от расстояния его падения. В равных условиях, например, в вакууме, где нет воздуха, который замедляет их, объекты ускоряются (набирают скорость) с той же скоростью, что и при падении.
Этот принцип был включен в первый закон движения Исаака Ньютона. История гласит, что Галилей проверил свою теорию, сбросив предметы со знаменитой Пизанской башни в Пизе. Но многие ученые считают это легендой.
Галилей предположил, что объекты будут двигаться с одинаковой скоростью, если на них не воздействует сила — например, трение . Это шло вразрез с научным мнением о том, что объекты «естественным образом» замедляются и останавливаются, если на них не действует сила.
Телескоп
Галилей не изобрел телескоп, но услышав от знакомых о том, как он был сделан в Нидерландах, решил сделать свой. Для своего первого телескопа, сооруженного в 1609 году, он использовал вогнутую линзу для окуляра и выпуклую линзу на другом конце. Прибор был назван перспициллумом.
Он мог увеличивать примерно в три раза и был намного лучше, чем голландские модели, а ведь Галилей даже не видел примера. Позже, в том же году, он сделал такой прибор, который мог увеличивать в 20 раз, и продолжил усовершенствование приборов, с каждым разом добиваясь все более впечатляющего результата.
Спутники
Используя телескоп, Галилей увидел на Луне горы и кратеры, массу звезд, которые составляли Млечный путь, и 4 крупных спутника Юпитера. Все они четко вращались вокруг «родительской» планеты. Это стало для ученого твердым доказательством того, что не все объекты во Вселенной вращались вокруг Земли.
В 1610 г. он опубликовал книгу о своих открытиях «Звездный вестник». В ней он писал: «Наши собственные глаза показывают нам четыре звезды, которые блуждают вокруг Юпитера, как Луна вокруг Земли, в то время как все вместе совершают полный оборот вокруг Солнца за двенадцать лет».
Фазы Венеры
В конце 1610 года Галилей обратил более пристальное внимание на Венеру. Однажды ночью он увидел планету в виде яркой сферы. За несколько ночей она превратилась в полусферу, а потом в полумесяц.
Эти «фазы» были похожи на фазы Луны, за исключением того, что, если бы Венера вращалась вокруг Земли, ее схема фаз была бы совершенно иной, чем наблюдаемая Галилеем. Теперь он был уверен, что и Земля, и Венера путешествовали вокруг Солнца но только по разным орбитам.
Кольца Сатурна
Ученый был озадачен выпуклостями, которые он мог видеть по обе стороны планеты Сатурн. В некоторые ночи он мог их видеть, а в другие нет. Он даже подумал, что это могут быть отдельные планеты, лежащие рядом с самим Сатурном.
Теперь мы знаем, что эти выпуклости на самом деле были знаменитыми кольцами Сатурна, но из-за их наклонного угла вид их с Земли меняется от одной ночи к другой. Если смотреть с края, их трудно увидеть.
Под другим углом они намного более заметны, хотя через простой телескоп Галилея они выглядели для него как выпуклости. Точная природа колец не была известна до 1667 года, когда Галилея уже не было.
Столкновения с Церковью
Польский астроном Николай Коперник (1473–1543) был первым астрономом, предположившим, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца. Это не вызывало большого противоречия, но когда Галилей повторил теорию в 1632 г. в книге «Диалог о двух мировых системах», Римско-католическая церковь сочла это прямым вызовом библейской истории сотворения мира, которая гласила, что Земля расположена в центре Вселенной.
Галилей был предупрежден ранее, что он может писать о теории Коперника, но не настаивать на том, что это правильно. Так, в 1633 г. ученый был вызван в Рим, чтобы предстать перед инквизицией по обвинению в ереси. Учреждение, созданное Папой для расследования опасных учений. Галилею угрожали пытками, заставили сказать, что он был неправ и приговорили к домашнему аресту на всю оставшуюся жизнь.
В последние дни
Несмотря на то, что он был слеп и очень болен к концу своей жизни, Галилей продолжал работать и писать. Он больше не мог видеть звезды, но он все еще мог работать над другими аспектами физики. В 1638 году, всего за четыре года до смерти, он опубликовал «Дискурс о двух новых науках», в котором подводил итог своей работы за 40 лет, о законах движения, называемых кинематикой и принципами механики.
Галилей обнаружил, что, глядя на объект крупным планом через телескоп «неправильным» способом, он мог видеть увеличенное изображение. Он продолжил изобретать первый составной микроскоп, микроскоп с несколькими линзами.
Великий ученый Средневековья скончался 8 января 1642 г. Церковь запретила хоронить его в семейном склепе во Флоренции. Галилей был упокоен в Арчетри. Внук, последний из рода Галилеев, постригся в монахи и сжег все рукописи деда.
Только в 1737 г. прах ученого, согласно его завещания, перенесли в базилику Санта Кроче, где его могила расположена рядом с захоронением другого великого итальянца, Микеланджело. В 1979 — 1981 гг. Пара Римский создал комиссию по реабилитации Галилея. В 1992 г. Церковь признала, что инквизиция совершила ошибку.
Некоторые интересные факты
Прибор Галилея для наблюдения за ночным небом был впервые назван «телескопом» в 1611 году, во время банкета в честь принятия Галилея членом Академии наук. Это название произнес греческий математик Джованни Демизиани.
Четыре крупнейших спутника Юпитера (Ганимед, Каллисто, Ио и Европа) называются галилеевыми спутниками в честь их первооткрывателя. Сам Галилей первоначально назвал их «звездами врачей» в честь династии Медичи, правителей Флоренции, у которых он работал.
Согласно преданию, после того, как Галилея заставили признать, что он был неправ относительно Земли, вращающейся вокруг Солнца, Галилей пробормотал: «Но все-таки она вращается!»
Галилей отказывался верить, что Луна вызывает приливы на Земле, полагая, что они были результатом вращения Земли. Теперь мы знаем, что Луна и Солнце совместно влияют на эти явления. В 1989 году НАСА запустило космический зонд с целью изучения Юпитера с близкого расстояния. Названный Галилео, он достиг места назначения в 1995 году.
Всего за год до своей смерти, Галилей использовал свои знания о маятниковом движении, чтобы спроектировать механизм спуска для часов, хотя он был полностью слепым. Механизм был сделан после его смерти, его сыном, Винченцо.
Приблизительно в 1593 году Галилей изобрел термоскоп, предшественник термометра. Он использовал расширение воздуха, чтобы протолкнуть столб воды вдоль трубки. Галилей наблюдал за Нептуном (не зная, что это планета) в 1612 году, за два столетия до того, как он был официально обнаружен немецким астрономом Иоганном Галле в 1846 г.
Галилей говорил, что был первым человеком, обнаружившим пятна на Солнце (в 1612 году), но немецкий богослов Давид Фабрициус (1564–1617) вместе со своим сыном Иоганнесом уже опубликовал свои наблюдения в 1611 году. Китайские астрономы, возможно, открыли их на несколько десятилетий ранее.
