Galileo Galilei, nado en Pisa o 15 de febreiro de 1564 e finado en Arcetri o 8 de xaneiro de 1642, foi un astrónomo Italiano, filósofo, e físico, asociado coa revolución científica. Foi sinalado como o "pai da moderna astronomía" (título ó que pode que Kepler teña máis dereito), o "pai da física moderna", e o "pai da ciencia". Con Bacon, foi o pioneiro do método científico. Naceu en Pisa e foi coetáneo de Johannes Kepler. O seu traballo está considerado como unha ruptura coas ideas de Aristóteles; en particular, Galileo enfatizou a cantidade, máis que a calidade.
Traxectoria Estudou medicina e física na Universidade de Pisa, da que no 1589 foi designado profesor de matemáticas. En 1592 pasou á universidade de Padua, e posteriormente á de Florencia, onde permaneceu o resto da súa vida; desenvolveu a súa actividade científica baixo o patrocinio da corte dos Medici.
Ciencia experimental No panteón da revolución científica, Galileo ocupa unha elevada posición por ser pioneiro no uso de experimentos para medir cantidades e a súa análise matemática dos resultados. Non había tradición de tales métodos na Europa naquel tempo; William Gilbert foi predecesor no uso de experimentos, pero non usou aproximacións cuantitativas. Porén, o pai de Galileo, Vincenzo Galilei, fixo experiencias nas que descubriu o que pode ser a relación física non lineal máis vella coñecida, entre a tensión e o ton producido por unha corda que se fai vibrar.
No século XX a realidade dos experimentos de Galileo foi revisada por algunhas autoridades, en particular polo francés historiador da ciencia Alexandre Koyré. Os experimentos relacionados en Dúas Novas Ciencias para determinar a lei da aceleración na caída dos corpos, por exemplo, requiriu precisas medidas de tempo, que parecen ser imposibles coa tecnoloxía de 1600. De acordo con Koyré, a lei chegou á cabeza de Galileo dun xeito dedutivo, e os experimentos foron de tipo simplemente ilustrativo, experimentos mentais.
Investigacións posteriores, validaron as experiencias. Os experimentos de caída de graves (na actualidade bólas rodantes) foron replicados usando métodos descritos por Galileo (Settle, 1961) e a precisión dos resultados foi consistente co informe de Galileo. Investigacións feitas máis tarde sobre informes de traballos non publicados de Galileo en 1604 amosaban de xeito claro a realidade dos experimentos e aínda indicaba resultados particulares que levaron á lei do cadrado do tempo (Drake, 1973).
Astronomía Galileo foi unha das primeiras persoas en usar o telescopio para observar o ceo. Baseado en bosquexos sobre telescopios xa existentes, fixo un cun aumento aproximado de 8x, e a partir de aí construíu modelos de aproximadamente 20x. Publicou as súas primeiras observacións telescópicas en marzo de 1610 nun curto tratado titulado Sidereus Nuncius (Mensaxeiro Sideral).
dereita|miniatura|Descubrimento das lúas de Xúpiter, aparecida en Sidereus Nuncius en marzo de 1610.
No 1610 Galileo descubriu os catro maiores satélites de Xúpiter (lúas): Ío, Europa, Ganímedes, e Calisto. Determinou que estaban orbitando o planeta pola desaparición ocasional delas, o que atribuíu ó movemento por tras de Xúpiter. Fixo observacións adicionais sobre elas no 1620. (Os astrónomos posteriores nomearon estes obxectos para honra de Galileo, que pasaron de ser “estrelas Médicas” en honor dos Medici a “satélites galileanos”. A demostración de que un planeta tiña orbitando ó seu arredor outros corpos era problemática pola vixencia naquel entón do modelo xeocéntrico do universo, no que se supuña que todo xiraba arredor da Terra.
Galileo notou que Venus exhibía un conxunto completo de fases como a Lúa. A causa de que o brillo aparente de Venus é case constante, Galileo razoou que Venus non podía estar xirando arredor da Terra a unha distancia constante. Por contraste, o modelo heliocéntrico do sistema solar desenvolto por Copérnico daba conta do brillo estático en razón da distancia moito maior dende a Terra no momento do “Venus cheo”, cando os dous planetas estaban en lados opostos do Sol e o hemisferio iluminado de Venus poñía cara á Terra.
Galileo fixo as primeiras observacións europeas de manchas solares (hai evidencias que as observaron primeiro astrónomos chineses. A propia existencia delas amosou outra dificultade de incompatibilidade coa perfección dos ceos como era asumida na filosofía antiga. As variacións anuais no seu movemento, das que deu noticia por primeira vez Francesco Sizzi, presentou grandes dificultades tanto para o sistema xeocéntrico ou o de Tycho Brahe.
Foi o primeiro en informar das montañas na Lúa, das que deduciu a súa existencia ó ver as figuras de luz e sombra na superficie lunar. Aínda estimou a súa altura a partir das observacións, chegando á conclusión de que a Lúa era “rugosa e desigual, cunha superficie parella á da propia Terra” e non unha esfera perfecta como pregoou Aristóteles.
Galileo observou Neptuno en 1611, pero creu que era unha estrela.
Física O traballo teórico e experimental de Galileo sobre o movemento dos corpos, xunto co traballo independente de Kepler e Descartes, foi precursor da Mecánica clásica desenvolto por Sir Isaac Newton. Foi un pioneiro, ó menos na tradición europea, en levar a cabo rigorosos experimentos e insistir nunha descrición matemática das leis da natureza.
Galileo foi o primeiro que expuxo a Teoría da Relatividade, enunciando que as leis físicas deben ter a mesma forma en tódolos sistemas de referencia.
Unha das máis famosas historias sobre Galileo é que deixou caer bolas de diferentes masas da Torre de Pisa para amosar que a súa velocidade de caída era independente da súa masa (excluíndo o limitado efecto da resistencia do ar). Isto era contrario ó que dixera Aristóteles: que os obxectos pesados caen máis rápido ca os máis lixeiros, en proporcionalidade dereita co peso. O suceso da torre aparece por primeira vez nunha biografía do alumno de Galileo Viviani, e crese en xeral que non é certa. Non obstante, Galileo fixo experimentos con bolas rodando por un plano inclinado cara a abaixo, que amosaban o mesmo feito. Determinou a fórmula matematicamente correcta para a lei da aceleración: distancia total cuberta, comezando dende o repouso, é proporcional ó cadrado do tempo. Concluíu que os obxectos en caída eran acelerados de xeito independente da súa masa, e que ditos obxectos reteñen a súa velocidade a menos que unha forza actúe sobre eles.
Galileo tamén notou que un péndulo oscilante sempre toma o mesmo tempo na oscilación, de xeito independente da amplitude. Mentres Galileo cría que esta igualdade de período era exacta, é só aproximada para pequenas oscilacións. Pero é abondo boa aproximación para regular un reloxo, porén, como Galileo foi o primeiro en aplicar. (Ver Tecnoloxía.)
Nos primeiros anos do século XVII, Galileo e un asistente trataron de medir a velocidade da luz. Situáronse en diferentes outeiros, cada un cunha lanterna. Galileo acendía (abría o furado para deixar pasar a luz), e pronto o seu asistente respondíalle. A unha distancia de menos dunha milla (1,5 km aprox.), non puido detectar retardo maior que cando só estaban separados uns poucos metros. Así, non puido chegar a unha conclusión, pero decatouse de que as distancias empregadas para facer a medición eran pequenas.
Matemáticas Mentres que as contribucións de Galileo aplicando as matemáticas á Física foi innovadora, os métodos matemáticos foron os normais naquela época. Fixo análises e probas arduas na teoría da proporción de Eudoxio, como foi establecido no quinto libro dos Elementos de Euclides. Esta teoría estivo dispoñible só un século antes, grazas ás traducións de Tartaglia e outros; pero á fin da vida de Galileo foi superada polos métodos alxébricos de Descartes, que hoxe consideramos incomparablemente máis doados de seguir.
Galileo produciu unha peza orixinal e aínda profética no seu traballo matemático: o Paradoxo de Galileo, que amosa que hai tantos números impares como o total de números, tanto pares como impares. Tales contradicións foron postas baixo control uns 250 anos despois no traballo de Georg Cantor.
Tecnoloxía Galileo fixo algunhas contribucións ás que nós poidamos chamar tecnoloxía de xeito diferenciado da física pura, e suxeriu outras. Hai que notar que no sentido aristotélico en voga naquel tempo, consideraríase a física de Galileo como techne ou coñecemento útil, como oposto a episteme, ou investigación filosófica sobre as causas das cousas.
Nos anos 1595 - 1598 Galileo concibiu e mellorou un "Compás xeométrico e militar" para uso de tiradores e outeadores. Este instrumento melloraba outros deseñados por Tartaglia e Guidobaldo. Para os tiradores, ofrecía a máis de vías novas e máis seguras de elevar o canón de xeito preciso, un xeito máis rápido de calcular a carga de pólvora para balas de canón de diferentes tamaños e materiais. Como instrumento xeométrico, permitiu a construción de calquera polígono regular, o cálculo da área de calquera polígono ou sector circular e unha variedade doutros cálculos.
Sobre 1606 - 1607 (ou pode que antes) Galileo fixo un termómetro, usando a expansión e contracción do aire nunha burbulla para mover a auga nun tubo unido a ela.
No 1610 usou un telescopio como microscopio composto, e despois (1623) fixo microscopios mellorados, no que parece ser o primeiro caso documentado de xeito claro dun microscopio composto.
No 1612, tendo determinados os períodos orbitais dos satélites de Xúpiter, Galileo propuxo que cun coñecemento suficientemente preciso das súas órbitas poderíanse usar as posicións de ditos satélites como reloxo universal, co que sería posible a determinación da lonxitude dun punto terrestre. Traballou sobre este problema de cando en vez durante o resto da súa vida, pero problemas prácticos fixeron imposible para el a súa solución, e foi un século despois cando John Harrison foi quen de medir a lonxitude a partir dun cronómetro.
No seu derradeiro ano, totalmente cego, deseñou un mecanismo de escape para un reloxo de péndulo. O primeiro reloxo de péndulo totalmente operativo foi feito por Huygens na década de 1650.
Fixo apuntamentos de varios inventos, como a combinación dunha candea e un espello para reflectir a luz a través dunha construción, unha picadora automática de tomates,un útil de comida que se dobraba e recollía no peto, e o que parece un bolígrafo.
Galileo escribiu varios libros que circularon fóra de Italia. De feito, o seu derradeiro libro, Dúas Novas Ciencias, foi publicado por Elzevir nos Países Baixos e non circulou publicamente en Italia, onde a Inquisición prohibiu a publicación de calquera cousa que tivera a Galileo como autor.
Controversia coa Igrexa miniatura|220px Galileo foi un devoto católico, pero os seus escritos sobre o heliocentrismo Copernicano perturbaron a Igrexa católica, que cría no modelo xeocéntrico do sistema solar. A xerarquía eclesiástica argumentou que o heliocentrismo estaba en contradición directa coa Biblia e os reverenciados escritos antigos de Aristóteles e Platón. Pola súa visión, Galileo foi ameazado a morrer na fogueira, podendo acabar os seus días en arresto domiciliario tras retractarse das súas proclamas.
O modelo xeocéntrico foi aceptado de xeito xeral co tempo non só por razóns das escrituras. De feito, naquel tempo, a Igrexa católica abandonou o modelo Tolemaico polo de Tycho Brahe, no que a Terra era o centro do Universo, o Sol xiraba arredor da Terra e os outros planetas, arredor do Sol. Este modelo era, na súa xeometría, equivalente o modelo copernicano, e tiña a vantaxe extra de predicir a paralaxe das estrelas, un efecto que sabemos agora era imposible detectar cos instrumentos daquel tempo.