Sâmbătă, 29 Mai 2010 01:50

Galileo Galilei

" Nu poţi învăţa pe cineva totul. Poţi doar să-l ajuţi să descopere adevăruri în el însuşi."

Viaţa

Galileo s-a născut la Pisa (n. 15 februarie 1564 – d. 8 ianuarie 1642) fiind primul dintre cei şase copii ai lui Vincenzo Galilei, celebru cântăreţ din lăută şi muzician teoretician şi ai soţiei sale, Giulia Ammannati. Galileo Galilei a fost un fizician, matematician, astronom şi filosof italian care a jucat un rol important în Revoluţia Ştiinţifică. Printre realizările sale se numără îmbunătăţirea telescoapelor şi observaţiile astronomice realizate astfel, precum şi suportul pentru copernicanism. Galileo a fost numit „părintele astronomiei observaţionale moderne”, „părintele fizicii moderne”, „părintele ştiinţei”, şi „părintele ştiinţei moderne”. Stephen Hawking a spus că „Galileo, poate mai mult decât orice altă persoană, a fost responsabil pentru naşterea ştiinţei moderne.”

Numele complet al lui Galileo a fost Galileo di Vincenzo Bonaiuti de' Galilei. La 8 ani, familia s-a mutat la Florenţa, dar el a rămas doi ani în grija lui Jacopo Borghini. Apoi, educaţia sa a continuat la Mănăstirea Camaldolese de la Vallombrosa. Deşi a luat în serios posibilitatea de a deveni preot, s-a înscris la Universitatea din Pisa să studieze medicina la îndemnurile tatălui său. Nu a încheiat studiile medicale, începând să studieze în schimb matematica. În 1589, a început să lucreze la catedra de matematică de la Pisa. Tatăl său a murit în 1591 şi Galileo l-a luat în grijă pe fratele său mai mic Michelagnolo. În 1592, s-a mutat la Universitatea din Padova, unde a predat geometrie, mecanică şi astronomie până în 1610. În această perioadă, Galileo a făcut descoperiri semnificative atât în domeniile ştiinţei pure (de exemplu, astronomie şi cinematica mişcării) şi în cele ale ştiinţei aplicate (de exemplu, rezistenţa materialelor, îmbunătăţiri aduse telescopului). Printre interesele sale multiple s-au numărat studiul astrologiei, care, în practica disciplinară pre-modernă era văzută ca fiind corelată cu matematica şi astronomia.

Deşi romano-catolic credincios, Galileo a avut trei copii nelegitimi cu Marina Gamba. Ei au avut două fiice, Virginia (născută în 1600) şi Livia (născută în 1601) şi un fiu, Vincenzo, născut în 1606. Din cauza naşterii nelegitime, tatăl lor a considerat că cele două fete nu pot fi măritate. Singura lor alternativă demnă era viaţa religioasă. Ambele au fost trimise la mănăstirea San Matteo din Arcetri şi şi-au petrecut acolo toată viaţa. Virginia a preluat numele de Maria Celeste la intrarea în mănăstire. A murit la 2 aprilie 1634 şi este înmormântată împreună cu Galileo la Basilica di Santa Croce di Firenze. Livia a preluat numele de Sora Arcangela şi a fost bolnavă mare parte din viaţă. Vincenzo a fost legitimizat şi s-a însurat cu Sestilia Bocchineri.

În 1610, Galileo a publicat o descriere a observaţiilor sale telescopice asupra sateliţilor lui Jupiter, folosindu-şi observaţiile ca argument în favoarea teoriei copernicane heliocentrice a universului ca alternativă la teoriile geocentrice dominante de origine ptolemaică şi aristoteliană. În anul următor, Galileo a vizitat Roma pentru a-şi prezenta telescopul influenţilor filosofi şi matematicieni iezuiţi de la Collegio Romano, şi pentru a-i lăsa să vadă cu ochi lor realitatea celor patru sateliţi ai lui Jupiter. În timpul şederii la Roma a devinit membru al Accademia dei Lincei.

În 1612, opoziţia faţă de teoria heliocentrică susţinută de Galileo a crescut. În 1614, din amvonul de Basilicăi Santa Maria Novella, Părintele Tommaso Caccini (1574–1648) a denunţat părerile lui Galileo privind mişcarea Pământului, considerându-le periculoase şi apropiate de erezie. Galileo a mers la Roma să se apere împotriva acestor acuzaţii, dar, în 1616, Cardinalul Roberto Bellarmino i-a înmânat personal lui Galileo un avertisment oficial să nu mai susţină sau să predea astronomia copernicană. În anii 1621 şi 1622 Galileo şi-a scris prima carte, Il Saggiatore, care a fost aprobată şi publicată în 1623. În 1630, s-a întors la Roma pentru a cere o licenţă pentru tipărirea lucrării Dialog despre cele două sisteme principale ale lumii, publicată în Florenţa în 1632. În luna octombrie a acelui an, însă, i s-a ordonat să apară în faţa Sfântului Oficiu din Roma.

În urma unui proces papal în care a fost găsit vehement suspect de erezie, Galileo a fost pus sub arest la domiciliu şi mişcările sale au fost restricţionate de Papă. După 1634 a stat la casa sa de la ţară din Arcetri, lângă Florenţa. A orbit complet în 1638 şi suferea de hernie şi insomnie, astfel că i s-a permis să călătorească la Florenţa pentru consultaţii medicale. A continuat să primească oaspeţi până în 1642, când a murit, după ce a suferit de febră şi palpitaţii.

Metode ştiinţifice

Galileo este poate primul care a afirmat răspicat că legile naturii sunt matematice. În Il Saggiatore, el scria „Filosofia este scrisă în această mare carte, universul ... este scris în limba matematicii, iar personajele sunt triunghiuri, cercuri şi alte figuri geometrice; ... .” Analizele sale matematice reprezintă o nouă dezvoltare a tradiţiei filosofilor scolastici târzii, pe care i-a învăţat Galileo când a studiat filosofia. Deşi a încercat să rămână loial Bisericii Catolice, urmărirea rezultatelor experimentale şi a interpretării lor celei mai oneste, au dus la respingerea supunerii oarbe faţă de autoritatea acesteia, atât religioasă cât şi filosofică, în chestiuni ştiinţifice. Aceasta a ajutat la separarea ştiinţei de filosofie şi de religie, un progres semnificativ al gândirii umane.

După standardele vremii, Galileo era adesea dispus să-şi schimbe opiniile în conformitate cu observaţiile. Pentru a-şi derula experimentele, Galileo a trebuit să stabilească standarde de lungime şi timp, astfel încât măsurătorile efectuate în zile diferite în laboratoare diferite să poată fi comparate reproductibil. Aceasta a pus o bază solidă pe care se puteau confirma legi matematice folosind gândirea inductivă.

Galileo a dat dovadă de o apreciere remarcabil de modernă pentru relaţia dintre matematică, fizica teoretică şi fizica experimentală. Conform lui Stephen Hawking, Galileo poartă mai mult decât oricine responsabilitatea pentru naşterea ştiinţei moderne, iar Albert Einstein l-a intitulat „părintele ştiinţei moderne”.

Contribuţii

Pe această pagină, Galileo a notat pentru prima oară o observaţie a sateliţilor lui Jupiter. Această observaţie a răsturnat ideea că toate corpurile cereşti trebuie să se rotească în jurul Pământului. Galileo a publicat o descriere completă în Sidereus Nuncius în martie 1610.

Fazele lui Venus, observate de Galileo în 1610

Doar pe baza unor descrieri nesigure a primului telescop practic, inventat de Hans Lippershey în Olanda în 1608, în anul imediat următor Galileo a realizat un telescop cu mărirea de 3x. Ulterior, el a realizat şi altele, cu măriri de până la 30x. La 7 ianuarie 1610, Galileo a observat cu telescopul său ceea ce era descris la acea vreme ca „trei stele fixe, totalmente invizible prin micimea lor”, toate apropiate de Jupiter, aflate pe o linie dreaptă cu acesta. Observaţiile din nopţile ulterioare au arătat că poziţiile acestor „stele” în raport cu Jupiter se modifică într-un fel ce nu putea fi explicat dacă ar fi fost considerate stele fixe. La 10 ianuarie, Galileo a observat că una dintre ele a dispărut, observaţie explicată de el prin faptul că ea se află în spatele lui Jupiter. În câteva zile, el a concluzionat că ele toate se roteau în jurul lui Jupiter: El descoperise trei dintre cei mai mari patru sateliţi naturali ai lui Jupiter: Io, Europa şi Callisto. El l-a descoperit şi pe al patrulea, Ganymede la 13 ianuarie. Galileo a denumit cei patru sateliţi descoperiţi stelele mediceene, în cinstea viitorului său patron, Cosimo II de' Medici, Mare Duce al Toscanei, şi în cinstea celor trei fraţi ai săi. Astronomii de mai târziu le-au schimbat numele în sateliţii galileeni în cinstea lui Galileo.

Galileo a observat şi planeta Saturn şi a confundat iniţial inelele acesteia cu planete, crezând că este un sistem cu trei corpuri. Când a observat planeta mai târziu, inelele lui Saturn erau orientate direct spre Pământ, făcându-l să creadă că două dintre corpuri dispăruseră. Inelele au reapărut când a observat planeta în 1616, derutându-l şi mai mult.

Galileo a fost unul dintre primii europeni care au observat petele solare, deşi şi Kepler observase una în 1607, dar a confundat-o cu trecere a planetei Mercur.

Galileo a fost primul care a vorbit despre munţii lunari şi despre craterele de pe Lună, a căror existenţă a dedus-o din luminile şi umbrele de pe suprafaţa Lunii. El a estimat şi înălţimea munţilor din acele observaţii, ceea ce l-a condus la concluzia că Luna „nu este netedă, ca şi suprafaţa Pământului însuşi," în loc să fie o sferă perfectă, aşa cum susţinea Aristotel.

Galileo a observat Calea Lactee, considerată anterior a fi o nebuloasă, şi a găsit că este o multitudine de stele strânse atât de aproape unele de altele încât de pe Pământ ele par a fi nişte nori. El a localizat multe alte stele prea îndepărtate pentru a fi vizibile cu ochiul liber. Galileo a observat în 1612 şi planeta Neptun, dar nu a realizat că este o planetă şi nu i-a dat multă atenţie.

Tehnică

Galileo a adus mai multe contribuţii la ceea ce astăzi poartă numele de tehnologie, ramură distinctă de fizica pură. Între 1595–1598, Galileo a proiectat şi îmbunătăţit o busolă geometrică şi militară de folosit de către tunari şi geodezi. Pe la 1593, Galileo a construit un termometru, folosind dilataţia şi contracţia aerului dintr-un glob pentru a mişca apa dintr-un tub ataşat.

În 1609, Galileo a fost, împreună cu englezul Thomas Harriot şi cu alţii, printre primii care au utilizat un telescop cu refracţie ca instrument de observare a stelelor, planetelor şi sateliţilor.

Galilei a creat schiţe ale diverselor invenţii, cum ar fi o combinaţie dintre o lumânare şi o oglindă pentru a reflecta lumina într-o clădire, un culegător automat de roşii, un pieptene de buzunar care funcţiona şi ca tacâm, şi ceea ce pare a fi un pix cu bilă.

Fizică

Galileo e Viviani, 1892, Tito Lessi

Lucrările teoretice şi experimentale ale lui Galileo în ce priveşte mişcarea corpurilor, împreună cu lucrările în mare parte independente ale lui Kepler şi René Descartes, au fost precursoarele mecanicii clasice dezoltată de Sir Isaac Newton.

Galileo a propus că un corp în cădere va cădea uniform accelerat, atâta vreme cât rezistenţa mediului prin care cade rămâne neglijabilă, sau în cazul limită al căderii sale prin vid. El a şi calculat legea cinematică corectă pentru distanţa parcursă în timpul unei accelerări uniforme începând din repaus—şi anume, că este proporţională cu pătratul duratei de timp.

Principiul de Inerţie al lui Galileo spunea: „Un corp care se mişcă pe o suprafaţă netedă va continua în aceeaşi direcţie cu viteză constantă dacă nu este perturbat.” Acest principiu a fost încorporat în legile lui Newton (prima lege).

Domul catedralei din Pisa cu „lampa lui Galileo”

Galileo este şi unul dintre primii care au înţeles noţiunea de frecvenţă a sunetului. Zgâriind o daltă cu diverse viteze, el a făcut legătura între înălţimea sunetului produs şi distanţa între şanţurile de pe daltă, măsură a lungimii de undă şi deci a frecvenţei.

Galileo a avansat principiul de bază al relativităţii, acela că legile fizicii sunt aceleaşi în orice sistem în mişcare rectilinie uniformă, indiferent de viteza sau direcţia sa. Deci, nu există mişcare absolută şi nici repaus absolut. Acest principiu a furnizat contextul de bază al legilor mişcării ale lui Newton şi joacă un rol central în teoria relativităţii restrânse a lui Einstein.

Matematică

Deşi aplicaţiile matematice ale lui Galileo în fizica experimentală erau inovatoare, metodele sale matematice erau cele standard ale vremii. Analizele şi demonstraţiile se bazau pe teoria eudoxiană a proporţiilor, aşa cum era ea prezentată în a cincea carte a Elementelor lui Euclid. Această teorie apăruse doar cu un secol în urmă, datorită traducerilor precise ale lui Tartaglia şi ale altora; dar până la sfârşitul vieţii lui Galileo ea fusese deja depăşită de metodele algebrice ale lui Descartes.

Galileo a produs o lucrare originală şi chiar profetică în matematică: Paradoxul lui Galileo, care arată că există tot atâtea pătrate perfecte câte sunt şi numere întregi, deşi majoritatea numerelor nu sunt pătrate perfecte. Asemenea aparente contradicţii au fost explicate după 250 de ani în lucrările lui Georg Cantor.

Scrierile

Statuie de lângă Uffizi, Florenţa

Primele lucrări ale lui Galileo descriu instrumente ştiinţifice şi printre ele se numără tratatul din 1586 intitulat Mica balanţă (La Billancetta) care descrie o balanţă precisă pentru cântărit obiecte în aer sau în apăşi manualul tipărit în 1606 Le Operazioni del Compasso Geometrico et Militare despre funcţionarea unei busole militare şi geometrice.

Primele sale lucrări în domeniul dinamicii, ştiinţa mişcării şi mecanică au fost De Motu (Despre mişcare) publicată în 1590 la Pisa şi Le Meccaniche (Mecanicile) publicat la Padova în preajma lui 1600. Prima s-a bazat pe dinamica fluidelor aristotelian-arhimedeană şi susţinea că viteza căderii gravitaţionale într-un mediu fluid este proporţională cu excesul de greutate specifică a corpului peste cea a mediului, pe când în vid corpurile cad cu viteze proporţionale cu greutăţile lor specifice. Lucrarea subscria dinamicii impulsului Hipparchan-Philoponană în care impulsul se disipă singur şi căderea liberă în vid are o viteză terminală esenţială conform greutăţii specifice după o perioadă de accelerare.

Mesagerul înstelat (Sidereus Nuncius) din 1610 a fost primul tratat ştiinţific publicat realizat pe baza unor observaţii efectuate prin telescop. În el, Galileo a arătat următoarele descoperiri:

lunile galileene;
încreţirea suprafeţei Lunii;
existenţa unui mare număr de stele invizibile cu ochiul liber, mai ales a celor responsabile pentru felul cum apare Calea Lactee;
diferenţele dintre aparenţa planetelor şi cea a stelelor fixe - ultimele apar ca discuri mici, iar ultimele apar ca puncte de lumina nemărite.

Galileo a publicat o descriere a petelor solare în 1613 sub titlul Scrisori despre petele solare în care a sugerat că Soarele şi cerurile sunt coruptibile. „Scrisorile despre petele solare” au relatat şi observaţiile sale telescopice din 1610 despre fazele lui Venus, şi descoperirea ciudatelor „alungiri” ale lui Saturn şi a şi mai ciudatei lor dispariţii. În 1615 Galileo a pregătit un manuscris intitulat Scrisoare Marii Ducese Christina care nu a fost tipărit decât după 1636. Această scrisoare era o versiune revizuită a Scrisorii către Castelli, care a fost denunţată de Inchiziţie pentru că susţinea copernicanismul ca adevărat şi consistent cu Scriptura. În 1616, după ordinul Inchiziţiei de a nu mai susţine sau apăra poziţia copernicană, Galileo a scris Discurs despre fluxul şi refluxul mării (Discorso sul flusso e il reflusso del mare) pe baza unui model copernican al Pământului, sub forma unei scrisori personale adresate Cardinalului Orsini. În 1619, Mario Guiducci, un elev al lui Galileo, a publicat un curs scris de Galileo sub titlul Discurs despre comete (Discorso Delle Comete), în care contrazicea interpretarea iezuită a cometelor.

În 1623, Galileo a publicat Il Saggiatore, în care a atacat teoriile bazate pe autoritatea lui Aristotel şi a promovat experimentul şi formularea matematică a ideilor ştiinţifice. Cartea a avut mare succes şi a găsit suport la nivel înalt în rândurile Bisericii Catolice. În urma succesului acestei cărţi, Galileo a publicat Dialog despre cele două sisteme principale ale lumii (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo) în 1632. Deşi a avut grijă să respecte instrucţiunile din 1616 aleInchiziţiei, argumentele din carte în favoarea unei teorii copernicane şi a unui model negeocentric al sistemului solar au dus la judecarea lui Galileo şi la interdicţia publicării lucrărilor sale. În ciuda interdicţiei, Galileo şi-a publicat Discursurile şi demonstraţiile matematice legate de două noi ştiinţe (Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze) în 1638 în Olanda, în afara jurisdicţiei Inchiziţiei.

Mica balanţă (1586)
Despre mişcare (1590)
Mecanica (c1600)
Mesagerul înstelat (1610; în latină Sidereus Nuncius)
Scrisori despre petele solare (1613)
Scrisoare către Marea Ducesă Christina (1615; publicată în 1636)
Discurs desore fluxul şi refluxul mărilor (1616; în italiană, Discorso del flusso e reflusso del mare)
Discurs despre comete (1619; în italiană, Discorso Delle Comete)
Il Saggiatore (1623)
Dialog despre cele două sisteme principale ale lumii (1632; în italiană Dialogo dei due massimi sistemi del mondo)
Discursuri şi demonstraţii matematice legate de două noi ştiinţe (1638; în italiană, Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze)

Moştenirea

Descoperirile astronomice ale lui Galileo şi cercetările sale asupra teoriei copernicane au lăsat o moştenire durabilă ce conţine categorisirea celor patru sateliţi ai lui Jupiter descoperiţi de Galileo (Io, Europa, Ganymede şi Callisto) denumiţi lunile galileene. Alte proiecte, principii şi noţiuni ştiinţifice sunt numite după Galileo, printre care nava spaţială Galileo, prima navă care a intrat pe orbita lui Jupiter, sistemul de navigaţie prin satelit Galileo, transformarea între două sisteme inerţiale din mecanica clasică denumită transformare galileană şi unitatea de măsură Gal, cunoscută uneori sub numele de Galileo şi care este o unitate non-SI pentru acceleraţie.

În parte pentru că 2009 este al patrulea centenar al primei observaţii astronomice realizată de Galileo cu telescopul, Naţiunile Unite l-au intitulat Anul Internaţional al Astronomiei.

Dramaturgul german din secolul al XX-lea Bertolt Brecht a dramatizat biografia lui Galileo în piesa sa Viaţa lui Galileo (1943). O adaptare cinematografică intitulată Galileo a fost lansată în 1975.

Galileo Galilei a fost ales ca principal motiv al unei monede de colecţie de mare valoare: moneda comemorativă de 25 de euro a Anului Internaţional al Astronomiei, bătută în 2009. Moneda aniversează 400 de ani de la inventarea telescopului lui Galileo. Pe faţă apare o porţiune a portretului lui Galileo şi un telescop. Pe verso apare unul dintre primele sale desene ale suprafeţei Lunii.

Surse si Adrese Web Utile

http://ro.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei

http://www.youtube.com/watch?v=AokFuLxsEU0