Ce a inventat Galileo?

Galileu este considerat unul dintre cei mai mari astronomi din toate timpurile. Descoperirea sa a principalelor sateliți ai lui Jupiter (Io, Europa, Ganymede și Callisto) a revoluționat astronomia și a contribuit la accelerarea acceptării modelului copernican al universului. Cu toate acestea, Galileo este cunoscut, de asemenea, pentru numeroasele invenții științifice pe care le-a realizat în timpul vieții sale.

Acestea includ celebrul său telescop, dar și o serie de dispozitive care vor avea un impact profund asupra topografiei, utilizării artileriei, dezvoltării ceasurilor și meteorologiei. Galileo a creat multe dintre acestea cu scopul de a câștiga bani în plus pentru a-și întreține familia. Dar, în cele din urmă, acestea aveau să contribuie la consolidarea reputației sale de om care a contestat secole întregi de noțiuni susținute anterior și a revoluționat științele.

Balanța hidrostatică:

Inspirat de povestea lui Arhimede și de momentul său „Eureka”, Galileo a început să cerceteze modul în care bijutierii cântăreau metalele prețioase în aer, și apoi prin deplasare, pentru a le determina greutatea specifică. În 1586, la vârsta de 22 de ani, a teoretizat o metodă mai bună, pe care a descris-o într-un tratat intitulat La Bilancetta (sau „Mica Balanță”).

În acest tratat, el a descris o balanță precisă pentru cântărirea lucrurilor în aer și în apă, în care partea brațului de care era atârnată contragreutatea era înfășurată cu sârmă metalică. Cantitatea cu care trebuia să fie deplasată contragreutatea la cântărirea în apă putea fi apoi determinată cu mare precizie prin numărarea numărului de spire ale sârmei. În acest fel, proporția de metale precum aurul și argintul din obiect putea fi citită direct.

Pompa lui Galileo:

În 1592, Galileo a fost numit profesor de matematică la Universitatea din Padova și făcea călătorii frecvente la Arsenal – portul interior în care erau amenajate navele venețiene. Arsenalul fusese un loc al invențiilor practice și al inovațiilor timp de secole, iar Galileo a profitat de această ocazie pentru a studia în detaliu dispozitivele mecanice.

În 1593, a fost consultat cu privire la amplasarea vâslelor în galere și a prezentat un raport în care a tratat vâsla ca pe o pârghie și a făcut corect ca apa să fie punctul de sprijin. Un an mai târziu, Senatul venețian i-a acordat un brevet pentru un dispozitiv de ridicare a apei care se baza pe un singur cal pentru funcționare. Acesta a devenit baza pompelor moderne.

Pentru unii, pompa lui Galileo a fost o simplă îmbunătățire a șurubului lui Arhimede, care a fost dezvoltat pentru prima dată în secolul al III-lea î.Hr. și brevetat în Republica Venețiană în 1567. Cu toate acestea, există dovezi aparente care leagă invenția lui Galileo de un proiect mai timpuriu și mai puțin sofisticat al lui Arhimede.

Cilindru cu pendul:

În timpul secolului al XVI-lea, fizica aristotelică era încă modul predominant de a explica comportamentul corpurilor din apropierea Pământului. De exemplu, se credea că corpurile grele își căutau locul sau repausul natural – adică în centrul lucrurilor. Prin urmare, nu existau mijloace pentru a explica comportamentul pendulului, în cazul în care un corp greu suspendat de o frânghie se balansa înainte și înapoi și nu căuta repausul în centru.

Galileu efectuase deja experimente care au demonstrat că corpurile mai grele nu cad mai repede decât cele mai ușoare – o altă convingere în concordanță cu teoria aristotelică. În plus, el a demonstrat, de asemenea, că obiectele aruncate în aer se deplasează în arcuri parabolice. Pe baza acestor rezultate și a fascinației sale față de mișcarea înainte și înapoi a unei greutăți suspendate, el a început să cerceteze pendulul în 1588.

În 1602, el și-a explicat observațiile într-o scrisoare către un prieten, în care a descris principiul izocronismului. Potrivit lui Galileo, acest principiu afirma că timpul necesar pentru ca pendulul să se balanseze nu este legat de arcul de pendul, ci mai degrabă de lungimea pendulului. Comparând două penduluri de lungime similară, Galileo a demonstrat că acestea se vor balansa cu aceeași viteză, în ciuda faptului că sunt trase la lungimi diferite.

Potrivit lui Vincenzo Vivian, unul dintre contemporanii lui Galileo, în 1641, în timp ce se afla în arest la domiciliu, Galileo a creat un proiect pentru un ceas cu pendul. Din nefericire, fiind orb la acea vreme, nu a reușit să îl finalizeze înainte de moartea sa în 1642. Ca urmare, publicarea de către Christiaan Huygens a lucrării Horologrium Oscillatorium în 1657 este recunoscută ca fiind prima propunere înregistrată pentru un ceas cu pendul.

Sectorul:

Canionul, care a fost introdus pentru prima dată în Europa în 1325, devenise un pilon de bază al războiului în timpul lui Galileo. Devenind mai sofisticați și mai mobili, artileriștii aveau nevoie de instrumente care să îi ajute să își coordoneze și să își calculeze focul. Ca atare, între 1595 și 1598, Galileo a conceput și îmbunătățit o busolă geometrică și militară pentru a fi folosită de artileriști și topografi.

Busolele de artilerist existente se bazau pe două brațe în unghiuri drepte și pe o scală circulară cu un fir cu plumb pentru a determina altitudinile. Între timp, busolele matematice, sau divizoarele, dezvoltate în această perioadă au fost proiectate cu diverse scări utile pe picioare. Galileo a combinat utilizările ambelor instrumente, proiectând un compas sau sector care avea gravate pe picioarele sale mai multe scări utile care puteau fi folosite în diverse scopuri.

Pe lângă faptul că oferea un mod nou și mai sigur pentru artileriști de a-și înălța tunurile cu precizie, a oferit și o modalitate mai rapidă de a calcula cantitatea de praf de pușcă necesară în funcție de mărimea și materialul ghiulelei. Ca instrument geometric, a permis construirea oricărui poligon regulat, calcularea ariei oricărui poligon sau sector circular și o varietate de alte calcule.

Termometrul lui Galileo:

La sfârșitul secolului al XVI-lea, nu existau mijloace practice prin care oamenii de știință să măsoare căldura și temperatura. Încercările de a rectifica acest lucru în cadrul intelectualității venețiene au dus la apariția termoscopului, un instrument care s-a bazat pe ideea de expansiune a aerului datorită prezenței căldurii.

În jurul anului 1593, Galileo și-a construit propria versiune a unui termoscop care se baza pe expansiunea și contracția aerului într-un bulb pentru a mișca apa într-un tub atașat. De-a lungul timpului, el și colegii săi au lucrat pentru a dezvolta o scală numerică care să măsoare căldura pe baza expansiunii apei din interiorul tubului.

Și, deși avea să mai treacă încă un secol până când oamenii de știință – cum ar fi Daniel G. Fahrenheit și Anders Celsius – au început să dezvolte scări universale de temperatură care să poată fi folosite într-un astfel de instrument, termoscopul lui Galilei a reprezentat un progres major. Pe lângă faptul că a fost capabil să măsoare căldura din aer, acesta a furnizat, de asemenea, pentru prima dată în istorie, informații meteorologice cantitative.

Telascopul lui Galileo:

Deși Galileo nu a inventat telescoapele, el le-a îmbunătățit foarte mult. Pe parcursul mai multor luni, în cursul anului 1609, el a prezentat mai multe modele de telescoape care, în mod colectiv, vor ajunge să fie cunoscute sub numele de telescoape galileene. Primul, pe care l-a construit între iunie și iulie 1609, a fost o lunetă cu trei puteri, pe care a înlocuit-o în august cu un instrument cu opt puteri pe care l-a prezentat Senatului venețian.

Până în luna octombrie sau noiembrie a anului următor, el a reușit să îmbunătățească acest lucru prin crearea unui telescop cu douăzeci de puteri – același telescop pe care l-a folosit pentru a observa Luna, a descoperi cei patru sateliți ai lui Jupiter (cunoscuți ulterior sub numele de Lunile galileene), a discerne fazele lui Venus și a rezolva pete nebulare în stele.

Aceste descoperiri l-au ajutat pe Galileo să avanseze modelul copernican, care în esență afirma că Soarele (și nu Pământul) era centrul universului (aka. heliocentrism). El avea să își perfecționeze și mai mult modelele, creând în cele din urmă un telescop care putea mări obiectele de un factor de 30.

Chiar dacă aceste telescoape erau umile după standardele moderne, ele reprezentau o mare îmbunătățire față de modelele care existau în timpul lui Galileo. Faptul că a reușit să le construiască el însuși pe toate este un alt motiv pentru care sunt considerate cele mai impresionante invenții ale sale.

Datorită instrumentelor pe care le-a creat și descoperirilor la care au contribuit, Galileo este recunoscut pe bună dreptate ca fiind una dintre cele mai importante figuri ale Revoluției Științifice. Numeroasele sale contribuții teoretice în domeniile matematicii, ingineriei și fizicii au contestat, de asemenea, teoriile aristotelice care fuseseră acceptate timp de secole.

În concluzie, el a fost unul dintre cei câțiva oameni care – prin urmărirea neobosită a adevărului științific – au schimbat pentru totdeauna înțelegerea noastră despre univers și legile fundamentale care îl guvernează.

Universe Today are articole despre telescopul lui Galileo și despre oamenii de știință care vor să exhumeze corpul lui Galileo.

Pentru mai multe informații, consultați Galileo Project și Galileo the telescope and the Laws of Dynamics.

Astronomy Cast are un episod despre alegerea și utilizarea unui telescop și despre cum să vă construiți propriul telescop.

.