Galileo Galilei

Galileo Galilei
Retrato de Galileo Galilei por Giusto Sustermans
Nacido	(15/02/1564) 15 de febrero 1564 Pisa, Toscana - Italia
Murió	08 de enero 1642 (08/01/1642) (77 años) Arcetri, Toscana - Italia
Residencia	Gran Ducado de Toscana
Campos	Astronomía , Física y Matemáticas
Instituciones	Universidad de Padua
Alma máter	Universidad de Pisa
Conocido por	Cinemática Telescopio Sistema Solar

Galileo Galilei ( 15 de febrero 1564 - 08 de enero 1642) fue un Toscana ( Italiano) el físico, matemático , astrónomo, y filósofo que ha desempeñado un papel importante en la revolución científica. Sus logros incluyen la mejora del telescopio y observaciones astronómicas consiguientes, y el apoyo para el copernicanismo . Galileo ha sido llamado el "padre de la observación moderna astronomía ", el" padre de la moderna física ", el" padre de la ciencia ", y" el padre de la ciencia moderna. "El movimiento de los objetos uniformemente acelerados, se enseña en casi toda la escuela secundaria y cursos de física de la universidad de introducción, se estudió por Galileo como el tema de la cinemática . Sus contribuciones a la astronomía observacional incluyen el descubrimiento de los cuatro satélites mayores de Júpiter, el nombre del Lunas galileanas en su honor, y la observación y análisis de las manchas solares. Galileo también trabajó en la ciencia y la tecnología aplicada, la mejora diseño del compás.

Defendiendo de Galileo del copernicanismo fue polémico dentro de su vida. La visión geocéntrica había sido dominante desde los tiempos de Aristóteles, y la controversia generada por la oposición de Galileo a este punto de vista dado lugar a la Iglesia Católica de la prohibición de la apología del heliocentrismo como potencialmente fáctica, porque esa teoría no tenía ninguna prueba decisiva y era contraria al sentido literal de Escritura. Galileo se vio obligado a retractarse de su heliocentrismo y pasó los últimos años de su vida bajo arresto domiciliario por orden de la Inquisición .

Vida

Galileo nació en Pisa (entonces parte de la Gran Ducado de Toscana), el primero de los seis hijos de Vincenzo Galilei, un famoso laudista y teórico de la música, y Giulia Ammannati. A la edad de 8 años, su familia se trasladó a Florencia, pero él se quedó con Jacopo Borghini durante dos años. A continuación, se educó en el monasterio Camaldolese en Vallombrosa, 21 mi sureste de Florencia. A pesar de que consideró seriamente el sacerdocio como un hombre joven, se matriculó para un título de médico en la Universidad de Pisa, a instancias de su padre. No completó este grado, pero en cambio estudió matemáticas. En 1589, fue nombrado para la cátedra de matemáticas en Pisa. En 1591 murió su padre y se le confió el cuidado de su hermano menor Miguel Ángel. En 1592, se trasladó a la Universidad de Padua, la enseñanza de la geometría , la mecánica y la astronomía hasta 1610. Durante este periodo Galileo hicieron importantes descubrimientos en la ciencia pura (por ejemplo, la cinemática del movimiento, y la astronomía) y ciencias aplicadas (por ejemplo, resistencia de materiales, mejora del telescopio). Sus múltiples intereses incluyen el estudio de la astrología , que en la práctica disciplinaria premoderna era visto como correlacionados con los estudios de las matemáticas y la astronomía.

Aunque un devoto católico romano , Galileo fue padre de tres hijos fuera del matrimonio con Marina Gamba. Tuvieron dos hijas, Virginia en 1600 y Livia en 1601, y un hijo, Vincenzio, en 1606. Debido a su nacimiento ilegítimo, su padre consideran las chicas incasable. Su única digna alternativa era la vida religiosa. Ambas niñas fueron enviadas al convento de San Matteo en Arcetri, donde permaneció por el resto de sus vidas. Virginia tomó el nombre María Celeste al entrar en el convento. Murió el 02 de abril 1634, y está enterrado con Galileo en el Basílica de Santa Croce di Firenze. Livia tomó el nombre de Sor Arcángela y estaba enfermo durante la mayor parte de su vida. Vincenzio era tarde legitimado y casado Sestilia Bocchineri.

En 1610 Galileo publicó un relato de sus observaciones telescópicas de las lunas de Júpiter, el uso de esta observación para argumentar a favor del Sol en el centro, copernicana teoría del universo en contra de la tierra centrada dominante Ptolemaico y teorías aristotélicas. El próximo año Galileo visitó Roma con el fin de demostrar su telescopio a los influyentes filósofos y matemáticos de la Jesuita Colegio Romano, y dejar que ellos ven con sus propios ojos la realidad de las cuatro lunas de Júpiter. Mientras estaba en Roma también se hizo miembro de la Accademia dei Lincei.

En 1612, surgió la oposición al sistema solar heliocéntrico que Galileo apoyó. En 1614, desde el púlpito de Santa Maria Novella, el padre Tommaso Caccini (1574-1648) denunció las opiniones de Galileo sobre el movimiento de la Tierra, juzgarlos peligroso y cerca de herejía. Galileo fue a Roma para defenderse de estas acusaciones, pero, en 1616, El cardenal Roberto Bellarmino entregó personalmente a Galileo una amonestación ordenando él ni para defender ni enseñar astronomía copernicana. Durante 1621 y 1622 Galileo escribió su primer libro, El ensayador (Il Saggiatore), que fue aprobado y publicado en 1623. En 1630, regresó a Roma para solicitar una licencia para imprimir la Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo, publicado en Florencia en 1632. En octubre de ese año, sin embargo, se le ordenó comparecer ante el Santo Oficio en Roma.

Después de un juicio papal en la que se encontró vehementemente sospechoso de herejía, Galileo fue puesto bajo arresto domiciliario y sus movimientos restringidos por el Papa. Desde 1634 en adelante se quedó en su casa de campo en Arcetri, en las afueras de Florencia. Él se quedó completamente ciego en 1638 y sufría una dolorosa hernia y insomnio, por lo que se le permitió viajar a Florencia para el consejo médico. Siguió recibiendo visitantes hasta 1642, cuando, después de sufrir fiebre y palpitaciones del corazón, falleció.

Los métodos científicos

Galileo Galilei fue pionero en el uso de experimentos cuantitativos, cuyos resultados podrían ser analizados con precisión matemática. Más típico de la ciencia en el momento eran los estudios cualitativos de William Gilbert, el magnetismo y la electricidad. El padre de Galileo, Vincenzo Galilei, un laudista y teórico de la música, se habían realizado experimentos que establecen tal vez la relación no lineal más antiguo conocido en la física: una cuerda tensa, el tono varía como la raíz cuadrada de la tensión. Estas observaciones ponen en el marco de la pitagórica tradición de la música, bien conocido por los fabricantes de instrumentos, que incluye el hecho de que la subdivisión de una cadena por un número entero produce una escala armoniosa. Música lo tanto, una cantidad limitada de las matemáticas había relatado largo y la ciencia física, y el joven Galileo podían ver las observaciones de su propio padre se expanden en esa tradición.

Galileo es quizás el primero en establecer claramente que las leyes de la naturaleza son matemáticas. En El ensayador, escribió "La filosofía está escrita en este gran libro, el universo ... Está escrito en el lenguaje de las matemáticas y sus caracteres son triángulos, círculos y otras figuras geométricas; ...". Sus análisis matemáticos son un desarrollo posterior de una tradición empleado por los filósofos naturales escolásticos tardíos, que Galileo aprendió cuando estudiaba filosofía. Aunque trató de permanecer leal a la Iglesia Católica, su adhesión a los resultados experimentales y su interpretación más honesta, llevó a un rechazo de la obediencia ciega a la autoridad, tanto filosófica y religiosa, en materia de ciencia. En términos más amplios, esto ayudó a la ciencia separado tanto de la filosofía y la religión; un desarrollo importante en el pensamiento humano.

Para los estándares de su época, Galileo menudo estaba dispuesto a cambiar sus puntos de vista, de acuerdo con la observación. El filósofo de la ciencia Paul Feyerabend también tomó nota de los aspectos supuestamente indebidos de la metodología de Galileo, pero argumentó que los métodos de Galileo se podían justificar retroactivamente por sus resultados. El grueso de la obra principal de Feyerabend, Contra el método (1975), se dedicó a un análisis de Galileo, usando su investigación astronómica como caso de estudio para apoyar propia teoría anarquista de Feyerabend de método científico. Como él mismo dijo: 'aristotélicos ... exigido un fuerte apoyo empírico mientras que los galileos estaban contentos con largo alcance, teorías sin fundamento y parcialmente refutadas. No critico a ellos para eso; por el contrario, estoy a favor de Niels Bohr 's "esto no es lo suficientemente loco." "Para llevar a cabo sus experimentos, Galileo tuvo que establecer normas de longitud y tiempo, por lo que las mediciones realizadas en días diferentes y en diferentes laboratorios podrían ser comparación de una manera reproducible.

Galileo mostró una apreciación muy moderna para la adecuada relación entre las matemáticas, la física teórica, y la física experimental. Comprendía la parábola, tanto en términos de las secciones cónicas y en términos de la ordenadas (y) que varía con el cuadrado de la eje de abscisas (x). Galilei afirmó además que la parábola fue la teoría ideal- trayectoria de movimiento uniformemente acelerado, en ausencia de la fricción y otras perturbaciones. También señaló que hay límites a la validez de esta teoría, afirmando que era apropiada sólo para escala de laboratorio y campo de batalla escala trayectorias, y tomando nota sobre bases teóricas que la parábola no podía aplicarse a una trayectoria tan grande que es comparable con el tamaño de la planeta . En tercer lugar, Galilei reconoce que sus datos experimentales nunca estarían de acuerdo exactamente con cualquier forma teórica o matemática, debido a la imprecisión de la medición, la fricción irreducible, y otros factores.

Según Stephen Hawking , Galileo probablemente lleva más de la responsabilidad por el nacimiento de la ciencia moderna que cualquier otro, y Albert Einstein lo llamó el padre de la ciencia moderna.

Astronomía

Aportes

Fue en esta página que Galileo observó por primera vez una observación de la lunas de Júpiter . Esta observación molesta la idea de que todos los cuerpos celestes deben girar en torno a la Tierra. Galileo publicó una descripción completa en Sidereus Nuncius marzo 1610

Las fases de Venus, observados por Galileo en 1610

Basado sólo en las descripciones inciertas del telescopio, inventado en el Países Bajos en 1608, Galileo, en ese mismo año, hizo un telescopio con aproximadamente 3x aumentos, y más tarde hizo otros con hasta aproximadamente 32x aumentos. Con este dispositivo mejorado que podía ver ampliada, las imágenes verticales en la tierra - era lo que hoy se conoce como un telescopio terrestre, o catalejo. Él también podría utilizarlo para observar el cielo; durante un tiempo fue uno de los muy pocos que podían construir telescopios lo suficientemente buenos para ese propósito. En 25 de agosto 1609, demostró su primer telescopio en Legisladores venecianos. Su trabajo en el dispositivo hecho para una actividad secundaria rentable con los comerciantes que lo encontraron útil para sus negocios de envío y cuestiones comerciales. Publicó sus observaciones astronómicas telescópicas iniciales marzo 1610 en un pequeño tratado titulado Sidereus Nuncius (Starry Messenger).

En 07 de enero 1610 Galileo observó con su telescopio lo que él describió en su momento como "tres estrellas fijas, totalmente invisibles por su pequeñez", todo dentro de una corta distancia de Júpiter , y acostado en una línea recta a través de él. Observaciones en las noches posteriores mostraron que las posiciones de estas "estrellas" en relación con Júpiter estaban cambiando de una manera que habría sido inexplicable si realmente se habían fijado estrellas. En 10 de enero Galileo observó que uno de ellos había desaparecido, una observación que atribuyó a que está escondido detrás de Júpiter. A los pocos días, concluyó que eran orbitando Júpiter: había descubierto tres de Júpiter cuatro mayores satélites (lunas): Io, Europa, y Calisto. Descubrió el cuarto, Ganímedes, en Enero 13. Galileo nombró a los cuatro satélites que había descubierto estrellas de los Médici, en honor de su patrón futuro, Cosme II de Médicis, Gran Duque de Toscana, y los tres hermanos de Cosimo. Astrónomos posteriores, sin embargo, ellos renombraron Satélites galileanos en honor del propio Galileo.

Un planeta con planetas más pequeños en órbita era problemático para la imagen ordenada y completa de la modelo geocéntrico del universo, en el que todo se suponía que el círculo alrededor de la Tierra. Como consecuencia, muchos astrónomos y filósofos inicialmente se negaron a creer que Galileo podría haber descubierto una cosa así.

Galileo continuó observando los satélites en los próximos dieciocho meses, y para mediados 1611 había obtenido estimaciones muy precisas para su períodos de una hazaña que Kepler había creído imposible.

A partir de septiembre de 1610, Galileo observó que Venus presentaba un conjunto completo de fases similares a la de la Luna . El modelo heliocéntrico del sistema solar desarrollado por Nicolás Copérnico predijo que todas las fases serían visibles desde la órbita de Venus alrededor del Sol haría que su hemisferio iluminado para hacer frente a la Tierra cuando estaba en el lado opuesto del Sol y la cara lejos de la Tierra cuando estaba en el lado de la Tierra del Sol En contraste, la modelo geocéntrico de Ptolomeo predijo que sólo media luna y las nuevas fases serían vistos, ya que Venus fue pensado para permanecer entre el Sol y la Tierra durante su órbita alrededor de la Tierra. Observaciones de Galileo de las fases de Venus probaron que orbitaba el Sol y prestó apoyo a (pero no demostró) el modelo heliocéntrico . Sin embargo, ya que refutó la Ptolemaico puro modelo planetario geocéntrico, parece que fue la observación crucial que provocó la conversión de la mayoría del siglo 17 de la comunidad científica para geoheliocentric modelos geocéntrico como la Tycho y Modelos Capellán, y fue de esta manera podría decirse que históricamente más importante la observación astronómica de Galileo.

Galileo también observó el planeta Saturno , y al principio confundió sus anillos de planetas, pensando que era un sistema de tres cuerpos. Cuando se observa el planeta más tarde, los anillos de Saturno fueron orientados directamente hacia la Tierra, lo que le hace pensar que dos de los cuerpos habían desaparecido. Los anillos reaparecieron cuando observó el planeta en 1616, confundiéndolo más.

Galileo fue uno de los primeros europeos en observar las manchas solares, aunque Kepler habían observado, sin saberlo, una en 1607, pero lo confundió con un tránsito de Mercurio .. También reinterpretó una observación de manchas solares desde la época de Carlomagno , que anteriormente había sido atribuido (imposible) para un tránsito de Mercurio . La propia existencia de las manchas solares mostró otra dificultad con la perfección inmutable de los cielos postuladas por ortodoxo física celeste aristotélica, pero sus tránsitos periódicos regulares también confirmó la novela predicción dramática de la dinámica celeste aristotélicas de Kepler en su 1609 Astronomia Nova que el sol gira, que fue la primera predicción exitosa novela de la física celeste post-spherist. Y las variaciones anuales de los movimientos manchas solares ", descubiertos por Francesco Sizzi y otros en 1612-1613, siempre un poderoso argumento en contra tanto del sistema de Ptolomeo y el sistema de geoheliocentric Tycho Brahe.A disputa sobre la prioridad en el descubrimiento de las manchas solares, y en su interpretación, llevó a Galileo a una larga y amarga disputa con el jesuita Christoph Scheiner; de hecho, no hay duda de que ambos fueron golpeados por David Fabricius y su hijo Johannes, en busca de la confirmación de la predicción de Kepler de la rotación del Sol. Scheiner rápidamente adoptado 1615 propuesta de Kepler del diseño del telescopio moderno, que dio mayor ampliación a costa de imágenes invertidas; Galileo aparentemente nunca cambió al diseño de Kepler.

Galileo fue el primero en reportar lunares montañas y cráteres, cuya existencia se deduce de los patrones de luz y sombra sobre la superficie de la Luna. Incluso se estima alturas de las montañas de estas observaciones. Esto le llevó a la conclusión de que la Luna fue "áspero y desigual, y al igual que la superficie de la Tierra misma," en lugar de una perfecta esfera como Aristóteles había afirmado. Galileo observó la Vía Láctea , previamente cree que es nebuloso, y nos pareció que es una multitud de estrellas lleno tan densamente que parecían ser las nubes de la Tierra. Se encuentra muchas otras estrellas demasiado lejos para ser visible a simple vista. Galileo también observó el planeta Neptuno en 1612, pero no se dio cuenta de que era un planeta y no hizo caso particular de la misma. Aparece en sus cuadernos como una de las muchas estrellas débiles anodinos.

La controversia sobre los cometas y El ensayador

En 1619, Galileo se vio envuelto en una polémica con el padre Orazio Grassi, profesor de matemáticas en el jesuita Collegio Romano. Comenzó como una disputa sobre la naturaleza de los cometas, pero por el momento Galileo había publicado El ensayador (Il Saggiatore) en 1623, su última andanada en la controversia, ésta se había convertido en un argumento mucho más amplia sobre la naturaleza misma de la propia ciencia. Porque El ensayador contiene una riqueza de ideas de Galileo como de cómo se debe practicar la Ciencia, se ha referido como su manifiesto científico.

A principios de 1619, el Padre Grassi había publicado anónimamente un panfleto, Una Disputa astronómico en las Tres cometas del Año 1618, que discute la naturaleza de un cometa que apareció a finales de noviembre del año anterior. Grassi concluyó que el cometa era un cuerpo de fuego que se había trasladado a lo largo de un segmento de un círculo a una distancia constante de la tierra, y que había sido localizado más allá de la Luna.

Argumentos y conclusiones de Grassi fueron criticados en un artículo posterior, Discurso sobre los cometas, publicados bajo el nombre de uno de los discípulos de Galileo, un abogado florentino llamado Mario Guiducci, a pesar de haber sido escrito en gran parte por el propio Galileo. Galileo y Guiducci ofrecieron ninguna teoría definitiva de su propio de la naturaleza de los cometas, aunque sí presentará algunas conjeturas provisionales que ahora sabemos que son equivocados.

En su pasaje inicial, Galileo y de Guiducci Discurso personas le insultó al jesuita Christopher Scheiner, y varios comentarios poco halagüeños sobre los profesores del Colegio Romano, se dispersaron por el trabajo. Los jesuitas se ofendieron y Grassi pronto respondió con un tracto polémica de su propia, El balance Astronómico y filosófica, bajo el seudónimo de Lotario Sarsi Sigenzano (un anagrama de su nombre completo), que pretende ser uno de sus propios alumnos.

El ensayador fue la respuesta devastadora de Galileo al Saldo Astronómico. Ha sido ampliamente considerado como una obra maestra de la literatura polémica, en la que los argumentos "de sarsi" son sometidas a fulminante desprecio. Fue recibido con el aplauso generalizado, y en particular agradó al nuevo Papa, Urbano VIII, a quien le había dedicado.

Disputa de Galileo con Grassi alienado permanentemente muchos de los jesuitas que habían sido previamente simpatizan con sus ideas, y Galileo y sus amigos estaban convencidos de que estos jesuitas fueron los responsables de lograr su condena después. La evidencia de esto es en el mejor de equívocos, sin embargo.

Galileo, Kepler y las teorías de las mareas

Cardenal Belarmino había escrito en 1615 que el sistema de Copérnico no podía ser defendida sin "un verdadero demostración física de que el sol no circunda la tierra, pero los círculos de la tierra del sol ". Galileo consideraba su teoría de las mareas para proporcionar la prueba física que se requiere del movimiento de la tierra. Esta teoría era tan importante para Galileo que originalmente la intención de facultará a su Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo Diálogo sobre el flujo y reflujo del mar. Para Galileo, las mareas fueron causadas por el chapoteo de ida y vuelta de las aguas en los mares como un punto en la superficie de la Tierra se aceleró y se desaceleraron debido a la rotación de la Tierra sobre su eje y revolución alrededor del Sol Galileo distribuyó su primera cuenta de las mareas en 1616, dirigida al cardenal Orsini.

Si esta teoría fuera correcta, no habría sólo una pleamar por día. Galileo y sus contemporáneos eran conscientes de esta insuficiencia, porque hay dos mareas altas diarias en Venecia en lugar de uno, alrededor de doce horas de diferencia. Galileo desestimó esta anomalía como resultado de varias causas secundarias, incluyendo la forma de la mar, su profundidad, y otros factores. En contra de la afirmación de que Galileo era engañosa en la fabricación de estos argumentos, Albert Einstein expresó la opinión de que Galileo desarrolló sus "argumentos fascinantes" y las aceptó sin crítica de un deseo para la prueba física del movimiento de la Tierra.

Galileo desestimó como "ficción inútil" la idea, sostenida por su contemporáneo Johannes Kepler , que la luna hizo que las mareas. Galileo también se negó a aceptar de Kepler órbitas elípticas de los planetas, teniendo en cuenta el círculo la forma "perfecta" para las órbitas planetarias.

Tecnología

Galileo Galilei. Retrato en crayón por Leoni

Una réplica del telescopio más antiguo conocido atribuye a Galileo Galilei, en exhibición en el Observatorio Griffith

Galileo hizo una serie de contribuciones a lo que ahora se conoce como la tecnología , a diferencia de la física pura, y sugirió otros. Esta no es la misma distinción hecha por Aristóteles, quien habría considerado la física todo de Galileo como techne o conocimiento útil, a diferencia de la episteme, o investigación filosófica sobre las causas de las cosas. Entre 1595-1598, Galileo ideó y mejoró un compás geométrico y militar adecuado para su uso por artilleros y topógrafos. Esto se explayó sobre los instrumentos anteriores diseñados por Niccolò Tartaglia y Guidobaldo del Monte. Para artilleros, ofrecía, además de una forma de elevar nuevo y más seguro cañones exactamente, una forma de calcular rápidamente la carga de pólvora para balas de cañón de diferentes tamaños y materiales. Como instrumento geométrico, permitió la construcción de cualquier regular de polígono , el cálculo de la superficie de cualquier polígono o sector circular, y una variedad de otros cálculos. Acerca de 1593, Galileo construyó una termómetro, usando la expansión y la contracción del aire en un bulbo para mover el agua en un tubo conectado.

En 1609, Galileo fue uno de los primeros en utilizar un telescopio refractor como un instrumento para observar las estrellas, los planetas o lunas. El telescopio de Galileo fue el primer instrumento dado ese nombre por un no identificado griega poeta / teólogo, presente en un banquete celebrado en 1611 por el Príncipe Federico Cesi hacer Galileo un miembro de su Accademia dei Lincei. El nombre se deriva del griego tele = "lejos" y skopein = 'buscar o ver'. En 1610, usó un telescopio a quemarropa a magnificar las partes de insectos. Por 1624 había perfeccionado un compuesto microscopio . Dio uno de estos instrumentos a cardenal Zollern en mayo de ese año para su presentación al duque de Baviera, y en septiembre a enviar otro con el príncipe Cesi .. El Linceans jugaron un papel nuevo en nombrar el "microscopio" un año más tarde cuando el miembro de la academia compañero Giovanni Faber acuñó la palabra por el invento de Galileo a partir de los griegos palabras μικρόν (micras), que significa "pequeño", y σκοπεῖν (skopein) que significa "mirar". La palabra estaba destinado a ser análoga con "telescopio". Ilustraciones de insectos hechas usando uno de los microscopios de Galileo, y publicado en 1625, parecen haber sido el primera documentación clara del uso de un microscopio compuesto.

En 1612, después de haber determinado los períodos orbitales de los satélites de Júpiter, Galileo propuso que con conocimiento suficientemente preciso de sus órbitas se podría utilizar su posición como un reloj universal y esto haría posible la determinación de de longitud. Él trabajó en este problema de vez en cuando durante el resto de su vida; pero los problemas prácticos fueron graves. El método primero se aplicó con éxito por Giovanni Domenico Cassini en 1681 y más tarde fue utilizado ampliamente para levantamientos topográficos grandes; este método, por ejemplo, fue utilizado por Lewis y Clark. Para la navegación marítima, donde delicadas observaciones telescópicas fueron más difícil, el problema de la longitud eventualmente requiere el desarrollo de un portátil práctico cronómetro marino, tal como la de John Harrison.

En su último año, cuando totalmente ciego, diseñó un mecanismo de escape para un reloj de péndulo, un modelo vectorial de los cuales puede verse aquí. El primer reloj de péndulo en pleno funcionamiento fue hecha por Christiaan Huygens en la década de 1650. Galilei creó bocetos de varios inventos, como una combinación de velas y espejo para reflejar la luz a lo largo de un edificio, un recogedor de tomates automático, un peine de bolsillo que duplicado como un cubierto, y lo que parece ser un bolígrafo.

Física

Trabajo teórico y experimental de Galileo sobre los movimientos de los cuerpos, junto con el trabajo en gran medida independiente de Kepler y René Descartes, fue un precursor de los mecánicos clásicos desarrollados por Sir Isaac Newton . Fue un pionero, al menos en la tradición europea, en la realización de experimentos rigurosos e insistiendo en una matemática descripción de las leyes de la naturaleza.

Una biografía por alumno de Galileo Vincenzo Viviani afirmó que Galileo había caído bolas del mismo material, pero diferentes masas , desde la torre inclinada de Pisa para demostrar que su tiempo de descenso era independiente de su masa. Esto era contrario a lo que Aristóteles había enseñado: que los objetos pesados caen más rápido que los más ligeros, de forma directamente proporcional al peso. Si bien esta historia ha sido contada en relatos populares, es generalmente aceptado por los historiadores que no hay ninguna cuenta por sí mismo de tal experimento de Galileo, y que era a lo sumo un pensado experimento que no ocurrió en realidad. Sin embargo, Galileo se realice experimentos que demostraron lo mismo haciendo rodar bolas abajo planos inclinados: caer o rodar objetos (rodadura es una versión más lenta de caer, siempre y cuando la distribución de la masa en los objetos es la misma) se aceleraron de forma independiente de su masa. Galileo fue el primero en demostrar esto a través de experimento, pero él no era, contrariamente a la creencia popular el primero en argumentar que era verdad. Varios eruditos antes de Galileo escribió - o demostrada por experimento - que en el vacío, los cuerpos compuestos de la misma sustancia, pero que tienen diferentes masas, caen a través de distancias iguales en tiempos iguales: Lucrecio (ca. 99 - ca. 55 aC, el poeta romano), John Filópono (ca. 490 - ca. 570 CE, filósofo griego en Alejandría, Egipto), Thomas Bradwardine (ca. 1290-1349, erudito en el Merton College de la Universidad de Oxford), Alberto de Sajonia (1316 - 1390, el clérigo y filósofo alemán), Pietro Monte (aka Petrus Montius, ca. 1457-1530, maestro español en los brazos que residían en N. Italia), Benedetto Varchi (1502/3 - 1565, historiador y poeta italiano), Domingo de Soto (1494 - 1560, el clérigo y teólogo español), Giambattista Benedetti (1530 - 1590, el matemático veneciano), Giuseppe Moletti (1531 - 1588, el matemático italiano), y Simon Stevin (1548/9 - 1620, el ingeniero flamenco y matemático).

Galileo llegó a la ley matemática correcta para la aceleración uniforme: la distancia total recorrida, partiendo del reposo, es proporcional al cuadrado del tiempo ( ), Ya descubierto por Domingo de Soto en el siglo 16. Expresó esta ley mediante construcciones geométricas y palabras matemáticamente precisas, la adhesión a los estándares de la época. (Se mantuvo a los demás para volver a expresar la ley en términos algebraicos). Pero él erróneamente afirmó gravitacional caída libre universalmente se acelera uniformemente como la ley fundamental del movimiento de su cosmología y la cosmogonía, una afirmación que nunca fue generalmente aceptada y pronto refutada por el descubrimiento de la década de 1660 que está en forma exponencial cada vez más acelerado (un movimiento diforme en escolástica términos) e inversamente proporcional a la distancia de su centro de gravedad. También llegó a la conclusión de que los objetos conservan su velocidad a menos que una fuerza -a menudo fricción actúa sobre ellos, refutando la hipótesis aristotélica generalmente aceptada de que los objetos "naturalmente" desacelerar y detenerse a menos que una fuerza actúa sobre ellos (las ideas filosóficas relativas a inercia había sido propuesto por Siglos Ibn al-Haytham antes, ya que tenían Jean Buridan, y según Joseph Needham, Mo Tzu había propuesto que siglos antes de que cualquiera de ellos, pero esta era la primera vez que se había expresado matemáticamente, verificado experimentalmente, y se introduce la idea de fuerza de fricción, el avance clave en la validación de inercia). Principio de Inercia de Galileo afirmó: "Un cuerpo en movimiento sobre una superficie plana que continuará en la misma dirección a una velocidad constante a menos perturbado". Este principio fue incorporado a las leyes del movimiento de Newton (primera ley).

Cúpula de la catedral de Pisa con la "lámpara de Galileo"

Galileo también afirmó (incorrectamente) que un oscilaciones del péndulo siempre tienen la misma cantidad de tiempo, independientemente de la amplitud. Es decir, que un péndulo simple es isócrono. Popularmente se cree que llegó a esta conclusión al observar los cambios de la lámpara de bronce, en la catedral de Pisa, con su pulso en cuando. Parece sin embargo, que él no realizó experimentos porque la afirmación es verdadera sólo infinitesimalmente pequeñas oscilaciones como descubierto por Christian Huygens. El hijo de Galileo, Vincenzo, dibujó un reloj basado en las teorías de su padre en 1642. El reloj nunca fue construido y, debido a los grandes cambios requeridos por su fuga del borde, habría sido una mala cronometrador. (Véase la tecnología anterior).

En 1638 Galileo describe un método experimental para medir la velocidad de la luz mediante la disposición de que los dos observadores, cada uno con linternas equipadas con persianas, observar linternas del otro a cierta distancia. El primer observador abre el obturador de su lámpara, y, el segundo, al ver la luz, inmediatamente se abre el obturador de su propia linterna. El tiempo entre el primer observador de la apertura de su persiana y ver la luz de la lámpara del segundo observador indica el tiempo que tarda la luz en viajar de ida y vuelta entre los dos observadores. Galileo informó que cuando trató esta a una distancia de menos de un kilómetro y medio, fue incapaz de determinar si es o no la luz apareció instantáneamente. En algún momento entre la muerte de Galileo y 1667, los miembros de la florentina Accademia del Cimento repitió el experimento en una distancia de alrededor de una milla y obtuvo un resultado similar concluyentes.

Galileo es menos conocido para el, y aún así le atribuye, siendo uno de los primeros en comprender la frecuencia del sonido. Raspando un cincel a diferentes velocidades, que vinculó el tono del sonido producido al espaciado de saltos del cincel, una medida de la frecuencia.

En su 1632 Diálogo Galileo presentó una teoría física para tener en cuenta las mareas , basado en el movimiento de la Tierra. Si es correcto, esto habría sido un fuerte argumento para la realidad del movimiento de la Tierra. De hecho, el título original del libro lo describió como un diálogo sobre las mareas; la referencia a las mareas fue removido por orden de la Inquisición. Su teoría dio la primera idea de la importancia de las formas de las cuencas oceánicas en el tamaño y el tiempo de las mareas; que representaba correctamente, por ejemplo, por las mareas insignificantes a mitad de camino a lo largo del Mar Adriático en comparación con aquellos en los extremos. Como la cuenta general de la causa de las mareas, sin embargo, su teoría fue un fracaso. Kepler y otros asociados correctamente la Luna con una influencia sobre las mareas, con base en datos empíricos; una teoría física adecuada de las mareas, sin embargo, no estaba disponible hasta Newton.

Galileo también ha adelantado el principio básico de la relatividad, que las leyes de la física son las mismas en cualquier sistema que se está moviendo a una velocidad constante en una línea recta, independientemente de su velocidad o la dirección particular. Por lo tanto, no hay movimiento absoluto o reposo absoluto. Este principio proporciona el marco básico para las leyes del movimiento de Newton y es fundamental para de Einstein teoría especial de la relatividad .

Matemáticas

Si bien la aplicación de Galileo de las matemáticas a la física experimental fue innovadora, sus métodos matemáticos fueron los estándares de la época. El análisis y las pruebas se basaron en gran medida en la teoría de Eudoxo de la proporción, como se establece en el quinto libro de los Elementos de Euclides . Esta teoría se había convertido en disponible sólo un siglo antes, gracias a traducciones precisas por Tartaglia y otros; pero al final de la vida de Galileo estaba siendo reemplazado por los métodos algebraicos de Descartes.

Galileo produjo una pieza de la obra original e incluso profética en las matemáticas: la paradoja de Galileo, lo que demuestra que hay tantos cuadrados perfectos, ya que hay números enteros, a pesar de que la mayoría de los números no son cuadrados perfectos. Estas aparentes contradicciones fueron traídos bajo control 250 años después en la obra de Georg Cantor .

Iglesia controversia

De Cristiano Banti 1857 pinturaGalileo frente a la Inquisición romana

Referencias bíblicas cristianas occidentales Salmo 93: 1, Salmo 96:10, y 1 Crónicas 16:30 incluyen texto que establece que "el mundo está firmemente establecido, no se puede mover." En la misma tradición, el Salmo 104: 5 dice: " Entonces Jehová puso la tierra sobre sus cimientos, nunca se puede mover. " Además, Eclesiastés 1: 5 dice que "Y el sol sale y se pone y vuelve a su lugar, etc."

Galileo defendió el heliocentrismo , y afirmó que no era contrario a los pasajes de la Escritura. Él tomó de Agustín posición en la Escritura: no tomar cada pasaje literalmente, sobre todo cuando la Escritura en cuestión es un libro de poesía y canciones, no un libro de instrucciones o la historia. Los escritores de la Biblia escribieron desde la perspectiva del mundo terrestre, y desde ese punto de vista el sol salir y ponerse. De hecho, es la rotación de la tierra, que da la impresión de que el sol en movimiento a través del cielo.

Por 1616 los ataques contra Galileo habían llegado a una cabeza, y él se fue a Roma para tratar de convencer a las autoridades de la Iglesia no prohibir a sus ideas. Al final, El cardenal Belarmino, que actúa sobre las directivas de la Inquisición, le entregó una orden de no "mantener o defender" la idea de que la Tierra se mueve y el Sol se detiene en el centro. El decreto no impidió Galileo de discutir el heliocentrismo hipotéticamente. Para los próximos años Galileo quedó bien lejos de la controversia. Revivió su proyecto de escribir un libro sobre el tema, alentados por la elección del cardenal Barberini como el Papa Urbano VIII en 1623. Barberini era un amigo y admirador de Galileo, y se opuso a la condena de Galileo en 1616. El libro, Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo , fue publicado en 1632, con la autorización formal de la Inquisición y el permiso papal.

Papa Urbano VIII pidió personalmente a Galileo para dar argumentos a favor y en contra el heliocentrismo en el libro, y tener cuidado de no defender el heliocentrismo. Hizo otra solicitud, que sus propios puntos de vista sobre el asunto se incluirán en el libro de Galileo. Sólo esta última de esas solicitudes se cumplió por Galileo. Ya sea sin saberlo o deliberada, Simplicio, el defensor de la visión geocéntrica de Aristóteles en el Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo , a menudo fue atrapado en sus propios errores y en ocasiones llegó a ser tan tonto. Este hecho hizo Diálogo sobre los dos sistemas del mundo aparecen como un libro de la promoción; un ataque contra el geocentrismo aristotélica y la defensa de la teoría de Copérnico. Para colmo de males, Galileo puso las palabras del Papa Urbano VIII en la boca de Simplicio. La mayoría de los historiadores coinciden en Galileo no actuó por malicia y se sintieron cegados por la reacción de su libro. Sin embargo, el Papa no tomó el ridículo público sospecha a la ligera, ni el sesgo flagrante. Galileo había alienado a uno de sus mayores y más poderosos partidarios, el Papa, y fue llamado a Roma para defender sus escritos.

Con la pérdida de muchos de sus defensores en Roma a causa deDiálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo, Galileo fue ordenado para ser juzgado bajo sospecha de herejía en 1633. La condena de la Inquisición estaba en tres partes esenciales:

• Galileo fue obligado a abjurar de la opinión de que el Sol está inmóvil en el centro del universo y que la Tierra no está en su centro y se mueve; la idea de que el Sol está inmóvil fue condenado como "formalmente herética". Sin embargo, aunque no hay duda de que el Papa Urbano VIII y la gran mayoría de los funcionarios de la Iglesia no creían en el heliocentrismo, heliocentrismo nunca fue formalmente u oficialmente condenado por la Iglesia Católica, salvo en la medida en que consideró (por ejemplo, en la condena formal de Galileo) que "La proposición de que el sol está en el centro del mundo e inmuebles de su lugar es absurda, filosóficamente falsa, y formalmente herética; porque es expresamente contrario a las Sagradas Escrituras", y lo contrario que el Sol no está girando alrededor de la Tierra.
• Se le ordenó prisión; la sentencia fue conmutada por arresto domiciliario.
• Su infractor Diálogo fue prohibido; y en una acción no anunció en el juicio, se le prohibió la publicación de alguna de sus obras, incluyendo cualquier podría escribir en el futuro.

Tumba de Galileo Galilei,Santa Croce

Según la leyenda popular, después de retractarse de su teoría de que la Tierra se movía alrededor del Sol, Galileo supuestamente murmuró la frase rebelde Y sin embargo se mueve, pero no hay evidencia de que realmente dijo esto o algo similar impertinente.

Después de un período con los amigos Ascanio Piccolomini (el Arzobispo de Siena), Galileo se le permitió regresar a su villa de Arcetri, cerca de Florencia, donde pasó el resto de su vida bajo arresto domiciliario, y donde más tarde se quedó ciego. Fue mientras Galileo estaba bajo arresto domiciliario que le dedicó su tiempo a una de sus mejores obras, dos nuevas ciencias. Aquí se resume el trabajo que había hecho unos cuarenta años antes, en las dos ciencias que ahora se llama la cinemática y resistencia de los materiales. Este libro ha recibido elogios por parte de ambos Sir Isaac Newton y Albert Einstein . Como resultado de este trabajo, Galileo es a menudo llamado el "padre de la física moderna".

Galileo murió el 8 de enero de 1642. El Gran Duque de Toscana, Fernando II, quiso enterrarlo en el cuerpo principal de la Basílica de Santa Croce, junto a las tumbas de su padre y otros antepasados, y erigir un mausoleo de mármol en su honor. Estos planes fueron desechados, sin embargo, después el Papa Urbano VIII y su sobrino, el cardenal Francesco Barberini, protestaron. Fue enterrado en su lugar en una pequeña habitación contigua a la capilla de los novicios en el extremo de un pasillo desde el transepto sur de la basílica a la sacristía. Fue vuelto a enterrar en el cuerpo principal de la basílica en 1737 después de un monumento había sido erigido allí en su honor.

Prohibición del Inquisición en la reimpresión de las obras de Galileo fue levantada en 1718 cuando se le concedió permiso para publicar una edición de sus obras (con exclusión de los condenados Diálogo ) en Florencia. En 1741 el Papa Benedicto XIV autorizó la publicación de una edición de las obras científicas completas de Galileo, que incluía una versión ligeramente censurada del Diálogo . En 1758 la prohibición general de las obras que defienden el heliocentrismo fue retirado del Índice de libros prohibidos, aunque la prohibición específica de versiones no censuradas del diálogo y de Copérnico De Revolutionibus permaneció. Todos los rastros de la oposición oficial al heliocentrismo por la Iglesia desaparecieron en 1835 cuando estas obras fueron finalmente retirados del Índice.

En 1939el Papa Pío XII, en su primer discurso a la Academia Pontificia de las Ciencias, a los pocos meses de su elección al papado, que se describe a Galileo como uno de los"héroes más audaces de la investigación ... no tiene miedo de los obstáculos y los riesgos en el camino, ni miedo de los monumentos funerarios "Su asesor cercano de 40 años, el profesor Robert Leiber escribió: "Pío XII fue muy cuidadoso de no cerrar ninguna puerta (de la ciencia) prematuramente Fue enérgico en este punto y lamentaron. que en el caso de Galileo ".

En 15 de febrero de 1990 , en un discurso pronunciado en la Universidad La Sapienza de Roma, el cardenal Ratzinger citó algunos puntos de vista actuales sobre el caso Galileo como la formación de lo que llamó "un caso sintomático que nos permite ver la profundidad de la duda de sí mismo de la era moderna , de la ciencia y la tecnología va hoy ". Algunos de los puntos de vista que mencionó fueron las del filósofo Paul Feyerabend, quien citado diciendo: "La Iglesia en la época de Galileo mantuvo mucho más de cerca a la razón que hizo Galileo a sí mismo, y se tomaron en cuenta las consecuencias éticas y sociales de Galileo enseñar demasiado. Su veredicto contra Galileo fue racional y justa y la revisión de esta sentencia sólo puede justificarse sobre la base de lo que es políticamente oportuno. "El cardenal no indicó claramente si estaba de acuerdo o en desacuerdo con las afirmaciones de Feyerabend. Él, sin embargo, decir "Sería absurdo construir una disculpa impulsiva sobre la base de tales puntos de vista".

En 31 de octubre de1992,el Papa Juan Pablo IIexpresó su pesar por cómo se manejó el caso Galileo, y oficialmente reconoció que la Tierra no era estacionario, como el resultado de un estudio realizado por elConsejo Pontificio de la Cultura.

Sus escritos

Estatua fuera de la Uffizi, Florencia

• El pequeño balance(1586)
• El mensajero de los astros(1610; enAmérica, Sidereus Nuncius)
• Cartas sobre las manchas solares(1613)
• Carta a la Gran Duquesa Cristina(1615; publicado en 1636)
• Discurso sobre las Mareas(1616; en italiano,Discorso del flusso e reflusso del mare)
• Discurso sobre los cometas(1619; en italiano,Discorso Delle Comete)
• El ensayador(1623; en italiano,Il Saggiatore)
• Diálogo sobre el Jefe de Sistemas Mundial(1632; en italianoDialogo dei due massimi sistemi del mondo)
• Discursos y demostraciones matemáticas, relativas a dos nuevas ciencias(1638; enitaliano,Discursos e Dimostrazioni Matematiche, intorno un scienze nuove debido)

Legado

• Las cuatro grandes lunas deJúpiterdescubiertos por Galileo ( Io, Europa, Ganímedes yCalisto) se refieren a menudo como los "satélites galileanos.
• La Nave espacial Galileo fue la primera nave espacial en entrar en órbita alrededor de Júpiter, donde se investigó el planeta y sus lunas 1995-2003.
• Galileo es también el nombre de un proyecto, de Europadel sistema de navegación por satélite.
• La transformación entresistemas inerciales enmecánica clásicase llama unatransformación de Galileo.
• La gal, a veces llamado galileo, (símbolo Gal) es un no- unidad SI de aceleración el nombre de Galileo. El gal se define como 1 centímetro por segundo al cuadrado (1 cm / s²).
• Las Naciones Unidas programada delAño Internacional de la Astronomía en 2009, en parte, para coincidir con las observaciones astronómicas primera registradas de Galileo con un telescopio.

En la cultura popular

• El cantante y compositor Ellis Paul escribió y grabó una canción Did Galileo Reza . Ver también el comentario sobre la canción publicada en la edición de la revista de física junio / julio 2006 Simetría .
• Hay una obra que se llama Vida de Galileo por el dramaturgo alemán Bertolt Brecht. Fue filmado en 1975 como Galileo , con Topol en el papel principal, y un elenco de estrellas.
• Una obra de teatro sobre la lucha de Galileo con la Iglesia, de la lámpara a la medianoche , fue televisado por primera vez en 1966, por el Hallmark Hall of Fame, con Melvyn Douglas como Galileo y Kim Hunter como su hija. La producción también contó con una aparición de Roy Scheider en un papel temprano.
• Galileo es mencionado enla reina dela canción,Bohemian Rhapsody.
• El dúo estadounidenseIndigo Girls lanzó una canción en 1992 sobre el "rey de la visión nocturna" cuya cabeza era "en el bloque." Intitulado "Galileo", la canción alcanzó el # 10 en elModern Rock de Billboard Tracks, el mayor éxito de fecha para el dúo musical.
• Galileo es también el título de una canción deAmy Grant.
• La banda Filadelfia atmosférica Sludge Metal nombrado su 2005 larga duración "El satélites galileanos", en el que la mayoría de las canciones son sobre Júpiter y sus 4 lunas galileanas, específicamente Europa.
• La banda de metal sinfónico Haggard hizo un álbum basado en la vida de Galileo y la leyenda de que murmuró la frase Eppur si muove significado "Y sin embargo se mueve", después de haber sido obligado a retractarse, en frente de la Inquisición.
• La lanzadera utilizado en el Star Trek episodio primera temporada de El Galileo Seven lleva el nombre del famoso astrónomo. Cuando ese servicio de transporte es destruido al final del episodio, otro transbordador lleva el nombre del Galileo II.