Galileo di Vincenzo Bonaiuti de' Galilei (15 de febrero de 1564 - 8 de enero de 1642), comúnmente conocido como Galileo Galilei ( / ˌ ɡ æ l ɪ ˈ l eɪ oʊ ˌ ɡ æ l ɪ ˈ l eɪ / , EE. UU. también / ˌ ɡ æ l ɪ ˈ l iː oʊ -/ ; italiano: [ɡaliˈlɛːo ɡaliˈlɛːi] ) o monónimo como Galileo , fue un astrónomo , físico e ingeniero italiano (florentino) , a veces descrito como un erudito . Nació en la ciudad de Pisa , entonces parte del Ducado de Florencia y la actual Italia . [4] A Galileo se le ha llamado el padre de la astronomía observacional , [5] de la física clásica de la era moderna, [6] del método científico , [7] y de la ciencia moderna . [8]
Galileo estudió la velocidad , la gravedad y la caída libre , el principio de relatividad , la inercia , el movimiento de proyectiles y también trabajó en ciencia aplicada y tecnología, describiendo las propiedades del péndulo y las " balanzas hidrostáticas ". Fue uno de los primeros desarrolladores del termoscopio del Renacimiento [9] y el inventor de varias brújulas militares . Con un telescopio mejorado que construyó, observó las estrellas de la Vía Láctea , las fases de Venus , los cuatro satélites más grandes de Júpiter , los anillos de Saturno , los cráteres lunares y las manchas solares . También construyó un microscopio primitivo .
La defensa que hizo Galileo del heliocentrismo copernicano se encontró con la oposición de la Iglesia católica y de algunos astrónomos. El asunto fue investigado por la Inquisición romana en 1615, que concluyó que sus opiniones contradecían las interpretaciones bíblicas aceptadas. [10] [11] [12]
Galileo defendió posteriormente sus puntos de vista en el Diálogo sobre los dos principales sistemas del mundo (1632), que parecía atacar al papa Urbano VIII y, por lo tanto, le enajenó tanto al papa como a los jesuitas , que habían apoyado a Galileo hasta ese momento. [10] Fue juzgado por la Inquisición, considerado "vehementemente sospechoso de herejía" y obligado a retractarse. Pasó el resto de su vida bajo arresto domiciliario. [13] [14] Durante este tiempo, escribió Dos nuevas ciencias (1638), principalmente sobre cinemática y la resistencia de los materiales . [15]
Galileo nació en Pisa (entonces parte del Ducado de Florencia ) el 15 de febrero de 1564, [16] el primero de seis hijos de Vincenzo Galilei , un destacado laudista , compositor y teórico musical , y Giulia Ammannati , hija de un destacado comerciante, que se había casado dos años antes en 1562, cuando él tenía 42 años y ella 24. Galileo se convirtió en un consumado laudista y habría aprendido temprano de su padre el escepticismo hacia la autoridad establecida. [17]
Tres de los cinco hermanos de Galileo sobrevivieron a la infancia. El más joven, Miguel Ángel (o Michelagnolo), también se convirtió en laudista y compositor, lo que contribuyó a las cargas financieras de Galileo durante el resto de su vida. [18] Miguel Ángel no pudo contribuir con su parte justa de las dotes prometidas por su padre a sus cuñados, quienes más tarde intentaron buscar soluciones legales para los pagos adeudados. Miguel Ángel también tuvo que pedir préstamos ocasionales a Galileo para apoyar sus esfuerzos musicales y excursiones. Estas cargas financieras pueden haber contribuido al deseo temprano de Galileo de desarrollar inventos que le reportaran ingresos adicionales. [19]
Cuando Galileo Galilei tenía ocho años, su familia se trasladó a Florencia , pero quedó bajo el cuidado de Muzio Tedaldi durante dos años. Cuando Galileo tenía diez años, dejó Pisa para unirse a su familia en Florencia, donde quedó bajo la tutela de Jacopo Borghini. [16] Se educó, particularmente en lógica, entre 1575 y 1578 en la abadía de Vallombrosa , a unos 30 km al sureste de Florencia. [20] [21]
Galileo solía referirse a sí mismo sólo por su nombre de pila. En aquella época, los apellidos eran opcionales en Italia, y su nombre de pila tenía el mismo origen que su nombre de pila, Galilei. Tanto su nombre de pila como su apellido derivaban en última instancia de un antepasado, Galileo Bonaiuti , un importante médico, profesor y político de Florencia en el siglo XV. [22] Galileo Bonaiuti fue enterrado en la misma iglesia, la Basílica de Santa Croce en Florencia , donde unos 200 años después también fue enterrado Galileo Galilei. [23]
Cuando se refería a sí mismo con más de un nombre, a veces era como Galileo Galilei Linceo, una referencia a su condición de miembro de la Accademia dei Lincei , una organización científica de élite fundada en los Estados Pontificios . Era común que las familias toscanas de mediados del siglo XVI nombraran al hijo mayor con el apellido de los padres. [24] Por lo tanto, Galileo Galilei no necesariamente llevaba el nombre de su antepasado Galileo Bonaiuti. El nombre masculino italiano "Galileo" (y de ahí el apellido "Galilei") deriva del latín "Galilaeus", que significa "de Galilea ". [25] [22]
Las raíces bíblicas del nombre y apellido de Galileo se convirtieron en el tema de un famoso juego de palabras. [26] En 1614, durante el caso Galileo , uno de los oponentes de Galileo, el sacerdote dominico Tommaso Caccini , pronunció contra Galileo un sermón controvertido e influyente . En él, hizo hincapié en citar Hechos 1:11: "Varones galileos, ¿por qué estáis mirando al cielo?". [ cita requerida ]
A pesar de ser un católico genuinamente piadoso, [27] Galileo tuvo tres hijos fuera del matrimonio con Marina Gamba . Tuvieron dos hijas, Virginia (nacida en 1600) y Livia (nacida en 1601), y un hijo, Vincenzo (nacido en 1606). [28]
Debido a su nacimiento ilegítimo, Galileo consideró que las niñas no eran aptas para el matrimonio, y que esto no implicaba que tuvieran que pagar una dote o una manutención prohibitivamente cara, algo similar a los problemas económicos que había tenido Galileo con dos de sus hermanas. [29] La única alternativa digna que tenían era la vida religiosa. Ambas niñas fueron aceptadas en el convento de San Matteo in Arcetri y permanecieron allí el resto de sus vidas. [30]
Virginia adoptó el nombre de María Celeste al ingresar al convento. Murió el 2 de abril de 1634 y está enterrada con Galileo en la Basílica de Santa Croce, en Florencia . Livia adoptó el nombre de Hermana Arcángel y estuvo enferma durante la mayor parte de su vida. Vincenzo fue posteriormente legitimado como heredero legal de Galileo y se casó con Sestilia Bocchineri. [31]
Aunque Galileo consideró seriamente el sacerdocio cuando era joven, por insistencia de su padre, en 1580 se matriculó en la Universidad de Pisa para obtener el título de médico. [32] Recibió la influencia de las conferencias de Girolamo Borro y Francesco Buonamici de Florencia. [21] En 1581, cuando estudiaba medicina, observó un candelabro oscilante , sobre el que las corrientes de aire se movían para oscilar en arcos más grandes y más pequeños. Para él, parecía, en comparación con los latidos de su corazón, que el candelabro tardaba el mismo tiempo en oscilar hacia adelante y hacia atrás, sin importar lo lejos que oscilara. Cuando regresó a casa, instaló dos péndulos de igual longitud y balanceó uno con un barrido grande y el otro con un barrido pequeño y descubrió que marcaban el tiempo juntos. No fue hasta el trabajo de Christiaan Huygens , casi cien años después, que la naturaleza tautocrona de un péndulo oscilante se utilizó para crear un reloj preciso. [33] Hasta este punto, Galileo había sido deliberadamente alejado de las matemáticas, ya que un médico ganaba más dinero que un matemático. Sin embargo, después de asistir accidentalmente a una conferencia sobre geometría, convenció a su reacio padre para que le dejara estudiar matemáticas y filosofía natural en lugar de medicina. [33] Creó un termoscopio , un precursor del termómetro , y, en 1586, publicó un pequeño libro sobre el diseño de una balanza hidrostática que había inventado (lo que lo llevó por primera vez a la atención del mundo académico). Galileo también estudió disegno , un término que engloba las bellas artes, y, en 1588, obtuvo el puesto de instructor en la Accademia delle Arti del Disegno en Florencia, enseñando perspectiva y claroscuro . En el mismo año, por invitación de la Academia Florentina , presentó dos conferencias, Sobre la forma, la ubicación y el tamaño del Infierno de Dante , en un intento de proponer un modelo cosmológico riguroso del infierno de Dante . [34] Inspirándose en la tradición artística de la ciudad y en las obras de los artistas renacentistas , Galileo adquirió una mentalidad estética . Siendo un joven profesor en la Academia, inició una amistad que duraría toda la vida con el pintor florentino Cigoli . [35] [36]
En 1589, fue designado para la cátedra de matemáticas en Pisa. En 1591, su padre murió, y se le confió el cuidado de su hermano menor Michelagnolo . En 1592, se trasladó a la Universidad de Padua , donde enseñó geometría, mecánica y astronomía hasta 1610. [37] Durante este período, Galileo hizo descubrimientos significativos tanto en la ciencia fundamental pura (por ejemplo, la cinemática del movimiento y la astronomía) como en la ciencia aplicada práctica (por ejemplo, la resistencia de los materiales y el descubrimiento del telescopio). Sus múltiples intereses incluían el estudio de la astrología , que en ese momento era una disciplina vinculada a los estudios de matemáticas, astronomía y medicina. [38] [39]
Tycho Brahe y otros habían observado la supernova de 1572. La carta de Ottavio Brenzoni del 15 de enero de 1605 a Galileo trajo a la atención de Galileo la supernova de 1572 y la nova menos brillante de 1601. Galileo observó y discutió la supernova de Kepler en 1604. Dado que estas nuevas estrellas no mostraban una paralaje diurno detectable , Galileo concluyó que eran estrellas distantes y, por lo tanto, refutó la creencia aristotélica en la inmutabilidad de los cielos. [40]
Tal vez basándose únicamente en las descripciones del primer telescopio práctico que Hans Lippershey intentó patentar en los Países Bajos en 1608, [41] Galileo, al año siguiente, fabricó un telescopio con un aumento de aproximadamente 3x. Más tarde fabricó versiones mejoradas con un aumento de hasta aproximadamente 30x. [42] Con un telescopio galileano , el observador podía ver imágenes ampliadas y verticales sobre la Tierra: era lo que comúnmente se conoce como telescopio terrestre o catalejo. También podía usarlo para observar el cielo; durante un tiempo fue uno de los que podían construir telescopios lo suficientemente buenos para ese propósito. El 25 de agosto de 1609, mostró uno de sus primeros telescopios, con un aumento de aproximadamente 8x o 9x, a los legisladores venecianos . Sus telescopios también fueron un negocio secundario rentable para Galileo, quien los vendió a comerciantes que los encontraron útiles tanto en el mar como artículos de comercio. Publicó sus observaciones astronómicas telescópicas iniciales en marzo de 1610 en un breve tratado titulado Sidereus Nuncius ( Mensajero estelar ). [43]
El 30 de noviembre de 1609, Galileo apuntó su telescopio a la Luna . [44] Aunque no fue la primera persona en observar la Luna a través de un telescopio (el matemático inglés Thomas Harriot lo había hecho cuatro meses antes, pero solo vio una "extraña mancha"), [45] Galileo fue el primero en deducir la causa de la disminución desigual de la luz como oclusión de la luz de las montañas y cráteres lunares . En su estudio, también hizo cartas topográficas, estimando las alturas de las montañas. La Luna no era lo que durante mucho tiempo se creyó que había sido una esfera translúcida y perfecta, como afirmó Aristóteles, y difícilmente el primer "planeta", una "perla eterna que asciende magníficamente al empíreo celestial", como lo planteó Dante . A veces se le atribuye a Galileo el descubrimiento de la libración lunar en latitud en 1632, [46] aunque Thomas Harriot o William Gilbert pueden haberlo hecho antes. [47]
El pintor Cigoli, amigo de Galileo, incluyó una representación realista de la Luna en una de sus pinturas; probablemente utilizó su propio telescopio para realizar la observación. [35]
El 7 de enero de 1610, Galileo observó con su telescopio lo que describió en ese momento como «tres estrellas fijas, totalmente invisibles [b] por su pequeñez», todas cerca de Júpiter y situadas en una línea recta que lo atraviesa. [48] Las 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 hubieran sido estrellas fijas . El 10 de enero, Galileo notó que una de ellas había desaparecido, una observación que atribuyó a que estaba oculta detrás de Júpiter. En pocos días, concluyó que estaban orbitando Júpiter: había descubierto tres de las cuatro lunas más grandes de Júpiter . [49] Descubrió la cuarta el 13 de enero. Galileo nombró al grupo de cuatro estrellas de Médici , en honor a su futuro patrón, Cosimo II de Médici, Gran Duque de Toscana , y a los tres hermanos de Cosimo. [50] Sin embargo, los astrónomos posteriores las rebautizaron como satélites galileanos en honor a su descubridor. Estos satélites fueron descubiertos independientemente por Simon Marius el 8 de enero de 1610 y ahora se llaman Ío , Europa , Ganimedes y Calisto , los nombres dados por Marius en su Mundus Iovialis publicado en 1614. [51]
Las observaciones de Galileo de los satélites de Júpiter provocaron controversia en astronomía: un planeta con planetas más pequeños orbitando alrededor de él no se ajustaba a los principios de la cosmología aristotélica , que sostenía que todos los cuerpos celestes debían girar alrededor de la Tierra, [52] [53] y muchos astrónomos y filósofos inicialmente se negaron a creer que Galileo pudiera haber descubierto tal cosa. [54] [55] Para agravar este problema, otros astrónomos tuvieron dificultades para confirmar las observaciones de Galileo. Cuando mostró el telescopio en Bolonia, los asistentes lucharon por ver las lunas. Uno de ellos, Martin Horky, notó que algunas estrellas fijas, como Spica Virginis , aparecían dobles a través del telescopio. Tomó esto como evidencia de que el instrumento era engañoso al ver los cielos, poniendo en duda la existencia de las lunas. [56] [57] El observatorio de Christopher Clavius en Roma confirmó las observaciones y, aunque no estaba seguro de cómo interpretarlas, le dio a Galileo una bienvenida de héroe cuando lo visitó el año siguiente. [58] Galileo continuó observando los satélites durante los siguientes dieciocho meses y, a mediados de 1611, había obtenido estimaciones notablemente precisas de sus períodos, una hazaña que Johannes Kepler había creído imposible. [59] [60]
Galileo vio una utilidad práctica para su descubrimiento. Para determinar la posición este-oeste de los barcos en el mar era necesario sincronizar sus relojes con los del meridiano principal . Resolver este problema de longitud fue de gran importancia para la seguridad de la navegación y España y, más tarde, Holanda establecieron grandes premios para su solución. Dado que los eclipses de las lunas que descubrió eran relativamente frecuentes y sus horas se podían predecir con gran precisión, se podían utilizar para ajustar los relojes de a bordo y Galileo solicitó los premios. Observar las lunas desde un barco resultó demasiado difícil, pero el método se utilizó para estudios topográficos, incluida la remapificación de Francia. [61] : 15–16 [62]
A partir de septiembre de 1610, Galileo observó que Venus exhibe un conjunto completo de fases similares a las de la Luna . El modelo heliocéntrico del Sistema Solar desarrollado por Nicolás Copérnico predijo que todas las fases serían visibles ya que la órbita de Venus alrededor del Sol haría que su hemisferio iluminado estuviera de cara a la Tierra cuando estuviera en el lado opuesto del Sol y de cara a la Tierra cuando estuviera en el lado terrestre del Sol. En el modelo geocéntrico de Ptolomeo , era imposible que las órbitas de cualquiera de los planetas intersectaran la envoltura esférica que transportaba al Sol. Tradicionalmente, la órbita de Venus se colocaba completamente en el lado cercano al Sol, donde solo podía exhibir fases crecientes y nuevas. También era posible colocarla completamente en el lado lejano del Sol, donde solo podía exhibir fases gibosas y completas. Después de las observaciones telescópicas de Galileo de las fases creciente, gibosa y completa de Venus, el modelo ptolemaico se volvió insostenible. A principios del siglo XVII, como resultado de su descubrimiento, la gran mayoría de los astrónomos se convirtieron a uno de los diversos modelos planetarios geoheliocéntricos, [63] [64] como los modelos de Tichónico , de Capellan y de Capellan Extendido, [c] cada uno con o sin una Tierra en rotación diaria. Todos ellos explicaban las fases de Venus sin la "refutación" de la predicción del paralaje estelar del heliocentrismo pleno. El descubrimiento de Galileo de las fases de Venus fue, por tanto, su contribución empíricamente más influyente en la práctica a la transición en dos etapas del geocentrismo pleno al heliocentrismo pleno a través del geoheliocentrismo. [ cita requerida ]
En 1610, Galileo también observó el planeta Saturno , y en un primer momento confundió sus anillos con planetas, [65] pensando que era un sistema de tres cuerpos. Cuando observó el planeta más tarde, los anillos de Saturno estaban orientados directamente hacia la Tierra, lo que le hizo pensar que dos de los cuerpos habían desaparecido. Los anillos reaparecieron cuando observó el planeta en 1616, lo que lo confundió aún más. [66]
Galileo observó el planeta Neptuno en 1612. Aparece en sus cuadernos como una de las muchas estrellas tenues y sin nada destacable. No se dio cuenta de que era un planeta, pero sí observó su movimiento en relación con las estrellas antes de perderlo de vista. [67]
Galileo realizó estudios a simple vista y con telescopio de las manchas solares . [68] Su existencia planteó otra dificultad con la perfección inmutable de los cielos como postulaba la física celeste aristotélica ortodoxa. Una aparente variación anual en sus trayectorias, observada por Francesco Sizzi y otros en 1612-1613, [69] también proporcionó un poderoso argumento contra el sistema ptolemaico y el sistema geoheliocéntrico de Tycho Brahe. [d] Una disputa sobre la prioridad reclamada 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 . En el medio estaba Mark Welser , a quien Scheiner había anunciado su descubrimiento, y quien le pidió a Galileo su opinión. Ambos desconocían la observación y publicación anterior de las manchas solares por parte de Johannes Fabricius . [73]
Galileo observó la Vía Láctea , que hasta entonces se creía nebulosa , y descubrió que estaba formada por una multitud de estrellas tan densamente agrupadas que desde la Tierra parecían nubes. Localizó muchas otras estrellas demasiado distantes para ser visibles a simple vista. Observó la estrella doble Mizar en la Osa Mayor en 1617. [74]
En El mensajero de las estrellas , Galileo informó que las estrellas aparecían como simples destellos de luz, cuya apariencia no se modificaba esencialmente con el telescopio, y las contrastó con los planetas, que el telescopio reveló que eran discos. Pero poco después, en sus Cartas sobre las manchas solares , informó que el telescopio reveló que las formas tanto de las estrellas como de los planetas eran "bastante redondas". A partir de ese momento, continuó informando que los telescopios mostraban la redondez de las estrellas y que las estrellas vistas a través del telescopio medían unos pocos segundos de arco de diámetro. [75] [76] También ideó un método para medir el tamaño aparente de una estrella sin un telescopio. Como se describe en su Diálogo sobre los dos principales sistemas del mundo , su método consistía en colgar una cuerda delgada en su línea de visión hacia la estrella y medir la distancia máxima desde la cual oscurecería por completo la estrella. A partir de sus mediciones de esta distancia y del ancho de la cuerda, pudo calcular el ángulo subtendido por la estrella en su punto de observación. [77] [78] [79]
En su Diálogo , informó que había encontrado que el diámetro aparente de una estrella de primera magnitud no era mayor que 5 segundos de arco , y que el de una de sexta magnitud era de aproximadamente 5/6 segundos de arco . Como la mayoría de los astrónomos de su época, Galileo no reconoció que los tamaños aparentes de las estrellas que midió eran espurios, causados por la difracción y la distorsión atmosférica, y no representaban los tamaños verdaderos de las estrellas. Sin embargo, los valores de Galileo eran mucho más pequeños que las estimaciones anteriores de los tamaños aparentes de las estrellas más brillantes, como las realizadas por Brahe, y permitieron a Galileo refutar argumentos anti-copernicanos como los realizados por Tycho de que estas estrellas tendrían que ser absurdamente grandes para que sus paralajes anuales fueran indetectables. [80] [81] [82] Otros astrónomos como Simon Marius, Giovanni Battista Riccioli y Martinus Hortensius hicieron mediciones similares de estrellas, y Marius y Riccioli concluyeron que los tamaños más pequeños no eran lo suficientemente pequeños para responder al argumento de Tycho. [83] [84]
El cardenal Bellarmine había escrito en 1615 que el sistema copernicano no podía ser defendido sin "una verdadera demostración física de que el sol no gira alrededor de la tierra, sino que la tierra gira alrededor del sol". [85] Galileo consideró que su teoría de las mareas proporcionaba tal evidencia. [86] Esta teoría era tan importante para él que originalmente tenía la intención de llamar a su Diálogo sobre los dos principales sistemas del mundo el Diálogo sobre el flujo y el reflujo del mar . [87] La referencia a las mareas fue eliminada del título por orden de la Inquisición. [ cita requerida ]
Para Galileo, las mareas eran causadas por el movimiento de vaivén del agua en los mares, a medida que un punto de la superficie de la Tierra aceleraba o desaceleraba debido a la rotación de la Tierra sobre su eje y su revolución alrededor del Sol. Hizo circular su primer relato de las mareas en 1616, dirigido al cardenal Orsini . [88] Su teoría proporcionó la primera idea de la importancia de las formas de las cuencas oceánicas en el tamaño y el momento de las mareas; por ejemplo, explicó correctamente las mareas insignificantes en la mitad del mar Adriático en comparación con las de los extremos. Sin embargo, como explicación general de la causa de las mareas, su teoría fue un fracaso. [ cita requerida ]
Si esta teoría fuera correcta, sólo habría una marea alta al día. Galileo y sus contemporáneos eran conscientes de esta insuficiencia porque en Venecia hay dos mareas altas diarias en lugar de una, con unas 12 horas de diferencia. Galileo descartó esta anomalía como resultado de varias causas secundarias, entre ellas la forma del mar, su profundidad y otros factores. [89] [90] Albert Einstein expresó más tarde la opinión de que Galileo desarrolló sus "argumentos fascinantes" y los aceptó acríticamente por el deseo de obtener una prueba física del movimiento de la Tierra. [91] Galileo también descartó la idea, conocida desde la antigüedad y por su contemporáneo Johannes Kepler, de que la Luna [92] causaba las mareas; Galileo tampoco se interesó en las órbitas elípticas de los planetas de Kepler . [93] [94] Galileo continuó argumentando a favor de su teoría de las mareas, considerándola la prueba definitiva del movimiento de la Tierra. [95]
En 1619, Galileo se vio envuelto en una controversia con el padre Orazio Grassi , profesor de matemáticas en el Colegio Romano de los jesuitas . Comenzó como una disputa sobre la naturaleza de los cometas, pero cuando Galileo publicó El ensayador ( Il Saggiatore ) en 1623, su última andanada en la disputa, se había convertido en una controversia mucho más amplia sobre la naturaleza misma de la ciencia. La página del título del libro describe a Galileo como filósofo y "Matematico Primario" del Gran Duque de Toscana. [96]
Debido a que El ensayador contiene una riqueza tal de ideas de Galileo sobre cómo debe practicarse la ciencia, se lo ha denominado su manifiesto científico. [97] [98] A principios de 1619, el padre Grassi había publicado anónimamente un panfleto, Una disputa astronómica sobre los tres cometas del año 1618 , [99] que analizaba la naturaleza de un cometa que había aparecido a finales de noviembre del año anterior. Grassi concluyó que el cometa era un cuerpo ardiente que se había movido a lo largo de un segmento de un gran círculo a una distancia constante de la Tierra, [100] [101] y dado que se movía en el cielo más lentamente que la Luna, debía estar más lejos que la Luna. [ cita requerida ]
Los argumentos y conclusiones de Grassi fueron criticados en un artículo posterior, Discurso sobre los cometas , [102] publicado bajo el nombre de uno de los discípulos de Galileo, un abogado florentino llamado Mario Guiducci , aunque había sido escrito en gran parte por el propio Galileo. [103] Galileo y Guiducci no ofrecieron una teoría definitiva propia sobre la naturaleza de los cometas, [104] [105] aunque sí presentaron algunas conjeturas tentativas que ahora se sabe que son erróneas. (El enfoque correcto para el estudio de los cometas había sido propuesto en ese momento por Tycho Brahe). En su pasaje de apertura, el Discurso de Galileo y Guiducci insultó gratuitamente al jesuita Christoph Scheiner , [106] [107] [108] y varios comentarios poco halagadores sobre los profesores del Collegio Romano estaban dispersos por todo el trabajo. [106] Los jesuitas se sintieron ofendidos, [106] [105] y Grassi pronto respondió con un tratado polémico propio, El balance astronómico y filosófico , [109] bajo el seudónimo de Lothario Sarsio Sigensano, [110] pretendiendo ser uno de sus propios alumnos. [ cita requerida ]
El ensayador fue la devastadora respuesta de Galileo a la Balanza astronómica . [102] Ha sido ampliamente reconocido como una obra maestra de la literatura polémica, [111] [112] en la que los argumentos de "Sarsi" son objeto de un desprecio fulminante. [113] Fue recibido con gran aclamación y particularmente agradó al nuevo papa, Urbano VIII , a quien había sido dedicado. [114] En Roma, en la década anterior, Barberini, el futuro Urbano VIII, se había puesto del lado de Galileo y de la Academia Linceana . [115]
La disputa de Galileo con Grassi alejó permanentemente a muchos jesuitas, [116] y Galileo y sus amigos estaban convencidos de que eran responsables de provocar su posterior condena, [117] aunque la evidencia que apoya esto no es concluyente. [118] [119]
En la época del conflicto de Galileo con la Iglesia, la mayoría de la gente educada suscribía la visión geocéntrica aristotélica de que la Tierra es el centro del Universo y la órbita de todos los cuerpos celestes, o el nuevo sistema de Tycho Brahe que mezcla el geocentrismo con el heliocentrismo. [120] [121] La oposición al heliocentrismo y a los escritos de Galileo sobre él combinaba objeciones religiosas y científicas. La oposición religiosa al heliocentrismo surgió de pasajes bíblicos que implicaban la naturaleza fija de la Tierra. [e] La oposición científica vino de Brahe, quien argumentó que si el heliocentrismo fuera cierto, debería observarse una paralaje estelar anual, aunque no se observaba ninguno en ese momento. [f] Aristarco y Copérnico habían postulado correctamente que el paralaje era insignificante porque las estrellas estaban muy distantes. Sin embargo, Brahe respondió que, dado que las estrellas parecen tener un tamaño angular medible , si las estrellas estaban tan distantes, tendrían que ser mucho más grandes que el Sol o incluso la órbita de la Tierra. [124] No fue hasta mucho después que los astrónomos se dieron cuenta de que las magnitudes aparentes de las estrellas eran causadas por un fenómeno óptico llamado disco de aire , y eran funciones de su brillo en lugar de su tamaño físico real (ver Magnitud#Historia ). [124]
Galileo defendió el heliocentrismo basándose en sus observaciones astronómicas de 1609. En diciembre de 1613, la gran duquesa Cristina de Florencia confrontó a uno de los amigos y seguidores de Galileo, Benedetto Castelli , con objeciones bíblicas al movimiento de la Tierra. [g] Impulsado por este incidente, Galileo escribió una carta a Castelli en la que argumentó que el heliocentrismo en realidad no era contrario a los textos bíblicos y que la Biblia era una autoridad en fe y moral, no ciencia. Esta carta no fue publicada pero circuló ampliamente. [125] Dos años después, Galileo escribió una carta a Cristina en la que amplió sus argumentos previamente presentados en ocho páginas a cuarenta páginas. [126]
En 1615, los escritos de Galileo sobre el heliocentrismo habían sido presentados a la Inquisición romana por el padre Niccolò Lorini , quien afirmó que Galileo y sus seguidores estaban intentando reinterpretar la Biblia, [e] lo que fue visto como una violación del Concilio de Trento y se parecía peligrosamente al protestantismo . [127] Lorini citó específicamente la carta de Galileo a Castelli. [128] Galileo fue a Roma para defenderse a sí mismo y a sus ideas. A principios de 1616, Francesco Ingoli inició un debate con Galileo, enviándole un ensayo en el que cuestionaba el sistema copernicano. Galileo declaró más tarde que creía que este ensayo había sido fundamental en la acción contra el copernicanismo que siguió. [129] Es posible que la Inquisición le haya encargado a Ingoli que escribiera una opinión experta sobre la controversia, y que el ensayo sirviera de base para las acciones de la Inquisición. [130] El ensayo se centró en dieciocho argumentos físicos y matemáticos contra el heliocentrismo. Se basó principalmente en los argumentos de Tycho Brahe, en particular que el heliocentrismo requeriría las estrellas ya que parecían ser mucho más grandes que el Sol. [h] El ensayo también incluyó cuatro argumentos teológicos, pero Ingoli sugirió que Galileo se centrara en los argumentos físicos y matemáticos, y no mencionó las ideas bíblicas de Galileo. [132]
En febrero de 1616, una comisión inquisitorial declaró que el heliocentrismo era «tonto y absurdo en filosofía, y formalmente herético, ya que contradice explícitamente en muchos lugares el sentido de las Sagradas Escrituras». La Inquisición encontró que la idea del movimiento de la Tierra «recibe el mismo juicio en filosofía y... en lo que respecta a la verdad teológica, es al menos errónea en la fe». [133] El papa Pablo V ordenó al cardenal Bellarmine que entregara este hallazgo a Galileo y le ordenara abandonar el heliocentrismo. El 26 de febrero, Galileo fue llamado a la residencia de Bellarmine y se le ordenó «abandonar completamente... la opinión de que el sol está quieto en el centro del mundo y la Tierra se mueve, y de ahí en adelante no sostenerla, enseñarla o defenderla de ninguna manera, ni oralmente ni por escrito». [134] El decreto de la Congregación del Índice prohibió el De Revolutionibus de Copérnico y otras obras heliocéntricas hasta que se corrigieran. [134]
Durante la década siguiente, Galileo se mantuvo alejado de la controversia. Reanudó su proyecto de escribir un libro sobre el tema, alentado por la elección del cardenal Maffeo Barberini como papa Urbano VIII en 1623. Barberini era amigo y admirador de Galileo, y se había opuesto a la admonición de Galileo en 1616. El libro resultante de Galileo, Diálogo sobre los dos principales sistemas del mundo , se publicó en 1632, con la autorización formal de la Inquisición y el permiso papal. [135]
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Anteriormente, el papa Urbano VIII había pedido personalmente a Galileo que diera argumentos a favor y en contra del heliocentrismo en el libro, y que tuviera cuidado de no defenderlo. Ya sea inconsciente o deliberadamente, Simplicio, el defensor de la visión geocéntrica aristotélica en Diálogo sobre los dos principales sistemas del mundo , a menudo se vio atrapado en sus propios errores y, a veces, parecía un tonto. De hecho, aunque Galileo afirma en el prefacio de su libro que el personaje lleva el nombre de un famoso filósofo aristotélico ( Simplicius en latín, "Simplicio" en italiano), el nombre "Simplicio" en italiano también tiene la connotación de "simplón". [136] [137] Esta representación de Simplicio hizo que Diálogo sobre los dos principales sistemas del mundo pareciera un libro de defensa: un ataque al geocentrismo aristotélico y una defensa de la teoría copernicana. [ cita requerida ]
La mayoría de los historiadores coinciden en que Galileo no actuó por malicia y se sintió sorprendido por la reacción a su libro. [i] Sin embargo, el Papa no tomó a la ligera el presunto ridículo público ni la defensa de Copérnico. [ cita requerida ]
Galileo se había distanciado de uno de sus mayores y más poderosos partidarios, el Papa, y fue llamado a Roma para defender sus escritos [141] en septiembre de 1632. Finalmente llegó en febrero de 1633 y fue llevado ante el inquisidor Vincenzo Maculani para ser acusado . A lo largo de su juicio, Galileo sostuvo firmemente que desde 1616 había cumplido fielmente su promesa de no sostener ninguna de las opiniones condenadas, e inicialmente negó incluso defenderlas. Sin embargo, finalmente fue persuadido a admitir que, contrariamente a su verdadera intención, un lector de su Diálogo bien podría haber tenido la impresión de que pretendía ser una defensa del copernicanismo. En vista de la negación bastante inverosímil de Galileo de haber sostenido alguna vez las ideas copernicanas después de 1616 o de haber tenido la intención de defenderlas en el Diálogo , su interrogatorio final, en julio de 1633, concluyó con una amenaza de tortura si no decía la verdad, pero mantuvo su negación a pesar de la amenaza. [142] [143] [144]
La sentencia de la Inquisición se dictó el 22 de junio y constaba de tres partes esenciales:
Según la leyenda popular, tras retractarse de su teoría de que la Tierra se movía alrededor del Sol, Galileo supuestamente murmuró la frase rebelde « Y sin embargo se mueve ». Se afirma que una pintura de la década de 1640 del pintor español Bartolomé Esteban Murillo o de un artista de su escuela, en la que se ocultaron las palabras hasta los trabajos de restauración de 1911, representa a un Galileo encarcelado aparentemente mirando las palabras «E pur si muove» escritas en la pared de su calabozo. El relato escrito más antiguo conocido de la leyenda data de un siglo después de su muerte. Basándose en la pintura, Stillman Drake escribió que «no hay duda ahora de que las famosas palabras ya se le atribuían a Galileo antes de su muerte». [154] Sin embargo, una investigación intensiva del astrofísico Mario Livio ha revelado que dicha pintura es muy probablemente una copia de una pintura de 1837 del pintor flamenco Roman-Eugene Van Maldeghem. [155]
Después de un período con el amigo Ascanio Piccolomini (arzobispo de Siena ), a Galileo se le permitió regresar a su villa en Arcetri, cerca de Florencia, en 1634, donde pasó parte de su vida bajo arresto domiciliario. Se le ordenó a Galileo leer los Siete Salmos Penitenciales una vez por semana durante los siguientes tres años. Sin embargo, su hija María Celeste lo liberó de la carga después de obtener permiso eclesiástico para encargarse de ello. [156]
Fue durante su arresto domiciliario que Galileo dedicó su tiempo a una de sus mejores obras, Dos nuevas ciencias . En ella resumió el trabajo que había realizado unos cuarenta años antes, sobre las dos ciencias que ahora se llaman cinemática y resistencia de los materiales , publicado en Holanda para evitar la censura. Este libro fue muy elogiado por Albert Einstein. [157] Como resultado de este trabajo, Galileo es a menudo llamado el "padre de la física moderna". Quedó completamente ciego en 1638 y desarrolló una dolorosa hernia e insomnio , por lo que se le permitió viajar a Florencia para recibir asesoramiento médico. [15]
Dava Sobel sostiene que antes del proceso y juicio de Galileo por herejía en 1633, el papa Urbano VIII se había preocupado por las intrigas de la corte y los problemas de estado y comenzó a temer la persecución o las amenazas a su propia vida. En este contexto, Sobel sostiene que el problema de Galileo fue presentado al papa por miembros de la corte y enemigos de Galileo. Habiendo sido acusado de debilidad en la defensa de la iglesia, Urbano reaccionó contra Galileo por ira y miedo. [158] Mario Livio sitúa a Galileo y sus descubrimientos en contextos científicos y sociales modernos. En particular, sostiene que el caso Galileo tiene su contraparte en la negación de la ciencia. [159]
Galileo continuó recibiendo visitantes hasta su muerte el 8 de enero de 1642, a los 77 años, a raíz de una fiebre y palpitaciones cardíacas. [15] [160] El Gran Duque de Toscana, Fernando II , deseaba 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. [161] [162]
Sin embargo, estos planes se abandonaron después de que el papa Urbano VIII y su sobrino, el cardenal Francesco Barberini, protestaran, [161] [162] [163] porque Galileo había sido condenado por la Iglesia católica por "vehemente sospecha de herejía". [164] En su lugar, fue enterrado en una pequeña habitación junto a la capilla de los novicios al final de un corredor que iba del crucero sur de la basílica a la sacristía. [161] [165] Fue enterrado de nuevo en el cuerpo principal de la basílica en 1737 después de que se erigiera allí un monumento en su honor; [166] [167] durante este traslado, se extrajeron tres dedos y un diente de sus restos. [168] Uno de estos dedos está actualmente en exposición en el Museo Galileo en Florencia, Italia. [169]
Este y otros hechos, no pocos en número ni menos dignos de conocer, he logrado probar; y lo que considero más importante, se han abierto a esta vasta y excelente ciencia, de la cual mi obra es sólo el comienzo, caminos y medios por los cuales otras mentes más agudas que la mía explorarán sus rincones más remotos.
— Galileo Galilei, Dos nuevas ciencias
Galileo realizó contribuciones originales a la ciencia del movimiento mediante una combinación innovadora de experimentos y matemáticas. [170] Más típicos de la ciencia de la época fueron los estudios cualitativos de William Gilbert sobre magnetismo y electricidad. El padre de Galileo, Vincenzo Galilei , un laudista y teórico musical, había realizado experimentos que establecieron quizás la relación no lineal más antigua conocida en física: para una cuerda estirada, el tono varía como la raíz cuadrada de la tensión. [171] Estas observaciones se enmarcaban en la tradición pitagórica de la música, bien conocida por los fabricantes de instrumentos, que incluía el hecho de que subdividir una cuerda por un número entero produce una escala armoniosa. Por lo tanto, una cantidad limitada de matemáticas se había relacionado durante mucho tiempo con la música y la ciencia física, y el joven Galileo pudo ver las observaciones de su propio padre expandir esa tradición. [172]
Galileo fue uno de los primeros pensadores modernos en afirmar claramente que las leyes de la naturaleza son matemáticas. En El ensayador escribió: «La filosofía está escrita en este gran libro, el universo... Está escrita en el lenguaje de las matemáticas, y sus caracteres son triángulos, círculos y otras figuras geométricas...». [173] Sus análisis matemáticos son un desarrollo posterior de una tradición empleada por los filósofos naturales escolásticos tardíos , que Galileo aprendió cuando estudiaba filosofía. [174] Su obra marcó otro paso hacia la eventual separación de la ciencia tanto de la filosofía como de la religión; un desarrollo importante en el pensamiento humano. A menudo estaba dispuesto a cambiar sus puntos de vista de acuerdo con la observación.
Para llevar a cabo sus experimentos, Galileo tuvo que establecer estándares de longitud y tiempo, de modo que las mediciones realizadas en diferentes días y en diferentes laboratorios pudieran compararse de manera reproducible. Esto proporcionó una base confiable sobre la cual confirmar las leyes matemáticas utilizando el razonamiento inductivo . [ cita requerida ] Galileo mostró una apreciación moderna de la relación adecuada entre las matemáticas, la física teórica y la física experimental. Entendió la parábola , tanto en términos de secciones cónicas como en términos de la ordenada (y) que varía como el cuadrado de la abscisa (x). Galileo afirmó además que la parábola era la trayectoria teóricamente ideal de un proyectil uniformemente acelerado en ausencia de resistencia del aire u otras perturbaciones. Él admitió que hay límites a la validez de esta teoría, señalando sobre bases teóricas que una trayectoria de proyectil de un tamaño comparable al de la Tierra no podría ser una parábola, [175] [176] [177] pero, sin embargo, sostuvo que para distancias hasta el alcance de la artillería de su época, la desviación de la trayectoria de un proyectil con respecto a una parábola sería solo muy leve. [175] [178] [179]
Utilizando su telescopio refractor , Galileo observó a finales de 1609 que la superficie de la Luna no es lisa. [35] A principios del año siguiente, observó las cuatro lunas más grandes de Júpiter. [50] Más tarde, en 1610, observó las fases de Venus (una prueba del heliocentrismo) así como las de Saturno, aunque pensó que los anillos del planeta eran otros dos planetas. [65] En 1612, observó a Neptuno y notó su movimiento, pero no lo identificó como un planeta. [67]
Galileo realizó estudios sobre las manchas solares, [68] la Vía Láctea e hizo varias observaciones sobre las estrellas, incluyendo cómo medir su tamaño aparente sin un telescopio. [77] [78] [79]
Acuñó el término Aurora Boreal en 1619, a partir de la diosa romana del amanecer y el nombre griego del viento del norte, para describir las luces en el cielo del norte y del sur cuando las partículas del viento solar energizan la magnetosfera. [180]
Galileo realizó una serie de contribuciones a lo que hoy se conoce como ingeniería , a diferencia de la física pura . Entre 1595 y 1598, Galileo ideó y mejoró una brújula geométrica y militar adecuada para su uso por artilleros y topógrafos . Esto amplió los instrumentos anteriores diseñados por Niccolò Tartaglia y Guidobaldo del Monte . Para los artilleros, ofrecía, además de una forma nueva y más segura de elevar los cañones con precisión, 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 polígono regular , el cálculo del área de cualquier polígono o sector circular y una variedad de otros cálculos. Bajo la dirección de Galileo, el fabricante de instrumentos Marc'Antonio Mazzoleni produjo más de 100 de estas brújulas, que Galileo vendió (junto con un manual de instrucciones escrito por él mismo) por 50 liras y ofreció un curso de instrucción en el uso de las brújulas por 120 liras . [181]
En 1593 , Galileo construyó un termómetro , utilizando la expansión y contracción del aire en un bulbo para mover el agua en un tubo adjunto. [ cita requerida ]
En 1609, Galileo fue, junto con el inglés Thomas Harriot y otros, de los primeros en utilizar un telescopio refractor como instrumento para observar estrellas, planetas o lunas. El nombre "telescopio" fue acuñado para el instrumento de Galileo por un matemático griego, Giovanni Demisiani , [182] [183] en un banquete celebrado en 1611 por el príncipe Federico Cesi para convertir a Galileo en miembro de su Accademia dei Lincei . [184] En 1610, utilizó un telescopio a corta distancia para ampliar las partes de los insectos. [185] [186] En 1624, Galileo había utilizado un microscopio compuesto . Le dio uno de estos instrumentos al cardenal Zollern en mayo de ese año para que se lo presentara al duque de Baviera, [187] y en septiembre, envió otro al príncipe Cesi. [188] Los linceanos volvieron a jugar un papel en la denominación del «microscopio» un año después, cuando su compañero de la academia Giovanni Faber acuñó la palabra para la invención de Galileo a partir de las palabras griegas μικρόν ( micrón ), que significa «pequeño», y σκοπεῖν ( skopein ), que significa «mirar». La palabra pretendía ser análoga a «telescopio». [189] [190] Las ilustraciones de insectos realizadas con uno de los microscopios de Galileo y publicadas en 1625 parecen haber sido la primera documentación clara del uso de un microscopio compuesto . [188]
En 1612, tras determinar los períodos orbitales de los satélites de Júpiter, Galileo propuso que con un conocimiento suficientemente preciso de sus órbitas, se podrían utilizar sus posiciones como un reloj universal, lo que haría posible la determinación de la longitud . Trabajó en este problema de vez en cuando durante el resto de su vida, pero los problemas prácticos fueron graves. El método fue aplicado por primera vez con éxito por Giovanni Domenico Cassini en 1681 y luego se utilizó ampliamente para grandes estudios terrestres; este método, por ejemplo, se utilizó para estudiar Francia, y más tarde por Zebulon Pike en el medio oeste de los Estados Unidos en 1806. Para la navegación marítima, donde las delicadas observaciones telescópicas eran más difíciles, el problema de la longitud finalmente requirió el desarrollo de un cronómetro marino portátil práctico , como el de John Harrison . [191] Al final de su vida, cuando estaba totalmente ciego, Galileo diseñó un mecanismo de escape para un reloj de péndulo (llamado escape de Galileo ), aunque no se construyó ningún reloj que lo utilizara hasta después de que Christiaan Huygens fabricara el primer reloj de péndulo completamente operativo en la década de 1650. [ cita requerida ]
Galileo fue invitado en varias ocasiones a asesorar sobre proyectos de ingeniería para aliviar las inundaciones fluviales. En 1630, Mario Guiducci probablemente contribuyó a que lo consultaran sobre un proyecto de Bartolotti para abrir un nuevo canal para el río Bisenzio cerca de Florencia. [192]
Un problema con los cojinetes de bolas simples es que las bolas se rozan entre sí, lo que provoca fricción adicional. Esto se puede reducir encerrando cada bola individual dentro de una jaula. El cojinete de bolas capturado o enjaulado fue descrito originalmente por Galileo en el siglo XVII. [193]
El 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 la mecánica clásica desarrollada por Sir Isaac Newton .
Galileo realizó varios experimentos con péndulos . Se cree popularmente (gracias a la biografía de Vincenzo Viviani ) que estos comenzaron observando las oscilaciones del candelabro de bronce de la catedral de Pisa, usando su pulso como cronómetro. El primer interés registrado en los péndulos realizado por Galileo fue en sus notas publicadas póstumamente tituladas Sobre el movimiento , [194] pero experimentos posteriores se describen en sus Dos nuevas ciencias . Galileo afirmó que un péndulo simple es isócrono , es decir, que sus oscilaciones siempre toman la misma cantidad de tiempo, independientemente de la amplitud . De hecho, esto es solo aproximadamente cierto, [195] como lo descubrió Christiaan Huygens . Galileo también descubrió que el cuadrado del período varía directamente con la longitud del péndulo.
Galileo es menos conocido, pero se le atribuye el mérito, de ser uno de los primeros en comprender la frecuencia del sonido. Al raspar un cincel a diferentes velocidades, relacionó el tono del sonido producido con el espaciado de los saltos del cincel, una medida de frecuencia.
En el siglo XVII, los diseños de bombas de agua habían mejorado hasta el punto de que producían vacíos mensurables, pero esto no se entendió de inmediato. Lo que se sabía era que las bombas de succión no podían extraer agua más allá de una cierta altura: 18 yardas florentinas según una medición tomada alrededor de 1635, o alrededor de 34 pies (10 m). [196] Este límite era una preocupación en los proyectos de irrigación, drenaje de minas y fuentes de agua decorativas planificadas por el duque de Toscana, por lo que el duque encargó a Galileo que investigara el problema. En sus Dos nuevas ciencias (1638), Galileo sugirió, incorrectamente, que la columna de agua extraída por una bomba de agua se rompería por su propio peso una vez que alcanzara más de 34 pies. [196]
En 1638, Galileo describió un método experimental para medir la velocidad de la luz , en el que dos observadores, cada uno con linternas equipadas con obturadores, observaban las linternas del otro a cierta distancia. El primer observador abría el obturador de su lámpara y, el segundo, al ver la luz, abría inmediatamente el obturador de su propia linterna. El tiempo transcurrido entre el momento en que el primer observador abría su obturador y el momento en que veía la luz de la lámpara del segundo observador indicaba el tiempo que tardaba la luz en viajar de ida y vuelta entre los dos observadores. Galileo informó que cuando intentó hacer esto a una distancia de menos de una milla, no pudo determinar si la luz aparecía instantáneamente o no. [197] En algún momento entre la muerte de Galileo y 1667, los miembros de la Accademia del Cimento florentina repitieron el experimento a una distancia de aproximadamente una milla y obtuvieron un resultado igualmente inconcluyente. [198] Desde entonces se ha determinado que la velocidad de la luz es demasiado rápida para ser medida por tales métodos.
Galileo propuso el principio básico de la relatividad , según el cual las leyes de la física son las mismas en cualquier sistema que se mueva a una velocidad constante en línea recta, independientemente de su velocidad o dirección particular. Por lo tanto, no existe movimiento absoluto ni reposo absoluto. Este principio proporcionó el marco básico para las leyes del movimiento de Newton y es central para la teoría especial de la relatividad de Einstein .
Es posible que el filósofo romano Lucrecio propusiera que pesos desiguales cayeran con la misma velocidad . [199] Las observaciones de que objetos de tamaño similar pero con pesos diferentes caen a la misma velocidad están documentadas en obras del siglo VI de Juan Filopono , de las que Galileo era consciente. [200] [201] En el siglo XIV, Nicole Oresme había derivado la ley del cuadrado del tiempo para el cambio uniformemente acelerado, [202] [203] y en el siglo XVI, Domingo de Soto había sugerido que los cuerpos que caían a través de un medio homogéneo se acelerarían uniformemente. [204] Sin embargo, De Soto no anticipó muchas de las calificaciones y refinamientos contenidos en la teoría de Galileo sobre la caída de los cuerpos. Por ejemplo, no reconoció, como lo hizo Galileo, que un cuerpo caería con una aceleración estrictamente uniforme solo en el vacío y que, de lo contrario, eventualmente alcanzaría una velocidad terminal uniforme.
En 1586, Simon Stevin (comúnmente conocido como Stevinus) y Jan Cornets de Groot dejaron caer bolas de plomo desde la Nieuwe Kerk en la ciudad holandesa de Delft . El experimento estableció que los objetos de tamaño idéntico, pero masas diferentes, caen a la misma velocidad. [33] [205] Si bien el experimento de la torre de Delft había sido un éxito, no se llevó a cabo con el mismo rigor científico que los experimentos posteriores. Stevin se vio obligado a confiar en la retroalimentación de audio (causada por las esferas que impactaban en una plataforma de madera debajo) para deducir que las bolas habían caído a la misma velocidad. El experimento recibió menos crédito que el trabajo más sustancial de Galileo Galilei y su famoso experimento mental de la Torre Inclinada de Pisa de 1589.
Una biografía del alumno de Galileo, Vincenzo Viviani, afirmaba que Galileo había dejado caer bolas del mismo material, pero de masas diferentes , desde la Torre Inclinada de Pisa para demostrar que su tiempo de descenso era independiente de su masa. [206] Esto era contrario a lo que Aristóteles había enseñado: que los objetos pesados caen más rápido que los más ligeros, en proporción directa al peso. [207] [208] Aunque esta historia ha sido contada en relatos populares, no hay ningún relato del propio Galileo de tal experimento, y los historiadores generalmente aceptan que fue, como mucho, un experimento mental que en realidad no tuvo lugar. [209] Una excepción es Stillman Drake, [210] que sostiene que el experimento sí tuvo lugar, más o menos como lo describió Viviani. Sin embargo, la mayoría de los experimentos de Galileo con cuerpos en caída se llevaron a cabo utilizando planos inclinados donde tanto los problemas de tiempo como la resistencia del aire se redujeron mucho. [211]
En su obra Dos nuevas ciencias de 1638, Salviati , el personaje de Galileo y considerado por muchos como el portavoz de Galileo, sostuvo que todos los pesos desiguales caerían con la misma velocidad finita en el vacío. Salviati también sostuvo que esto se podía demostrar experimentalmente mediante la comparación de los movimientos del péndulo en el aire con lingotes de plomo y de corcho que tenían pesos diferentes pero que, por lo demás, eran similares. [ cita requerida ]
Galileo propuso que un cuerpo que cae caería con una aceleración uniforme, siempre que la resistencia del medio a través del cual cae permanezca insignificante, o en el caso límite de su caída a través del vacío. [212] [213] También derivó la ley cinemática correcta para la distancia recorrida durante una aceleración uniforme partiendo del reposo, es decir, que es proporcional al cuadrado del tiempo transcurrido ( d ∝ t 2 ). [204] [214] Galileo expresó la ley del cuadrado del tiempo utilizando construcciones geométricas y palabras matemáticamente precisas, adhiriéndose a los estándares de la época. (Quedó para otros re-expresar la ley en términos algebraicos.) [ cita requerida ]
Galileo también concluyó que los objetos conservan su velocidad en ausencia de cualquier impedimento a su movimiento, [215] contradiciendo así la hipótesis aristotélica generalmente aceptada de que un cuerpo sólo podría permanecer en el llamado movimiento "violento", "antinatural" o "forzado" mientras un agente de cambio (el "motor") continuara actuando sobre él. [216] Las ideas filosóficas relacionadas con la inercia habían sido propuestas por John Philoponus y Jean Buridan . Galileo afirmó: [217] [218]
Imaginemos cualquier partícula proyectada a lo largo de un plano horizontal sin fricción; entonces sabemos, por lo que se ha explicado más detalladamente en las páginas anteriores, que esta partícula se moverá a lo largo de ese mismo plano con un movimiento uniforme y perpetuo, siempre que el plano no tenga límites.
— Galileo Galilei, Dos nuevas ciencias, cuarto día
Pero la superficie de la Tierra sería un ejemplo de tal plano si se pudieran eliminar todas sus irregularidades. [219] Esto se incorporó a las leyes del movimiento de Newton (primera ley), excepto por la dirección del movimiento: la de Newton es recta, la de Galileo es circular (por ejemplo, el movimiento de los planetas alrededor del Sol, que según él, y a diferencia de Newton, tiene lugar en ausencia de gravedad). Según Dijksterhuis, la concepción de Galileo de la inercia como una tendencia a perseverar en el movimiento circular está estrechamente relacionada con su convicción copernicana. [220]
Aunque la aplicación de las matemáticas a la física experimental por parte de Galileo fue innovadora, sus métodos matemáticos eran los estándares de la época, incluyendo docenas de ejemplos de un método de raíz cuadrada de proporción inversa transmitido por Fibonacci y Arquímedes . El análisis y las demostraciones se basaban en gran medida en la teoría eudoxiana de la proporción , tal como se expone en el quinto libro de los Elementos de Euclides . Esta teoría había estado disponible solo un siglo antes, gracias a las traducciones precisas de Tartaglia y otros; pero hacia el final de la vida de Galileo, estaba siendo reemplazada por los métodos algebraicos de Descartes . El concepto ahora llamado paradoja de Galileo no era original de él. Su solución propuesta, que los números infinitos no se pueden comparar, ya no se considera útil. [221]
El asunto Galileo quedó en gran parte olvidado tras la muerte de Galileo, y la controversia se calmó. La prohibición de la Inquisición de reimprimir las obras de Galileo se levantó en 1718 cuando se concedió permiso para publicar una edición de sus obras (excluyendo el Diálogo condenado ) en Florencia. [222] En 1741, el papa Benedicto XIV autorizó la publicación de una edición de las obras científicas completas de Galileo [223] que incluía una versión ligeramente censurada del Diálogo . [224] [223] En 1758, la prohibición general contra las obras que abogaban por el heliocentrismo fue eliminada del Índice de libros prohibidos , aunque la prohibición específica de las versiones sin censura del Diálogo y del De Revolutionibus de Copérnico permaneció. [225] [223] Todos los rastros de oposición oficial al heliocentrismo por parte de la Iglesia desaparecieron en 1835 cuando estas obras fueron finalmente eliminadas del Índice. [226] [227]
El interés por el caso Galileo se reavivó a principios del siglo XIX, cuando los polemistas protestantes lo utilizaron (y otros acontecimientos como la Inquisición española y el mito de la Tierra plana ) para atacar al catolicismo romano. [10] El interés por este asunto ha aumentado y disminuido desde entonces. En 1939, el Papa Pío XII , en su primer discurso ante la Academia Pontificia de las Ciencias , a los pocos meses de su elección al papado, describió a Galileo como uno de los "héroes más audaces de la investigación... sin miedo a los obstáculos y los riesgos del camino, ni temeroso de los monumentos fúnebres". [228] Su asesor cercano durante 40 años, el profesor Robert Leiber, escribió: "Pío XII fue muy cuidadoso de no cerrar ninguna puerta (a la ciencia) prematuramente. Fue enérgico en este punto y lo lamentó en el caso de Galileo". [229]
El 15 de febrero de 1990, en un discurso pronunciado en la Universidad La Sapienza de Roma , [230] [231] el cardenal Ratzinger (más tarde Papa Benedicto XVI ) citó algunas opiniones actuales sobre el caso Galileo como formando lo que él llamó "un caso sintomático que nos permite ver cuán profunda es la duda de la era moderna, de la ciencia y la tecnología hoy en día". [232] Algunas de las opiniones que citó fueron las del filósofo Paul Feyerabend , a quien citó diciendo: "La Iglesia en el tiempo de Galileo se mantuvo mucho más cerca de la razón que el propio Galileo, y tomó en consideración también las consecuencias éticas y sociales de la enseñanza de Galileo. Su veredicto contra Galileo fue racional y justo y la revisión de este veredicto puede justificarse sólo sobre la base de lo que es políticamente oportuno". [232] El cardenal no indicó claramente si estaba de acuerdo o en desacuerdo con las afirmaciones de Feyerabend. Sin embargo, dijo: "Sería una tontería construir una apologética impulsiva sobre la base de tales puntos de vista". [232]
El 31 de octubre de 1992, el Papa Juan Pablo II reconoció que la Inquisición había cometido un error al condenar a Galileo por afirmar que la Tierra gira alrededor del Sol. “Juan Pablo dijo que los teólogos que condenaron a Galileo no reconocieron la distinción formal entre la Biblia y su interpretación”. [233]
En marzo de 2008, el director de la Pontificia Academia de las Ciencias, Nicola Cabibbo , anunció un plan para honrar a Galileo erigiendo una estatua suya dentro de los muros del Vaticano. [234] En diciembre del mismo año, durante los eventos para conmemorar el 400 aniversario de las primeras observaciones telescópicas de Galileo, el Papa Benedicto XVI elogió sus contribuciones a la astronomía. [235] Un mes después, sin embargo, el director del Pontificio Consejo para la Cultura, Gianfranco Ravasi, reveló que el plan de erigir una estatua de Galileo en los terrenos del Vaticano había sido suspendido. [236]
Según Stephen Hawking , Galileo probablemente tiene más responsabilidad que cualquier otra persona en el nacimiento de la ciencia moderna, [237] y Albert Einstein lo llamó el padre de la ciencia moderna. [238] [239]
Los descubrimientos astronómicos de Galileo y las investigaciones sobre la teoría copernicana han dado lugar a un legado duradero que incluye la categorización de las cuatro grandes lunas de Júpiter descubiertas por Galileo ( Ío , Europa , Ganímedes y Calisto ) como las lunas galileanas . Otros esfuerzos y principios científicos llevan el nombre de Galileo, incluida la nave espacial Galileo . [240]
En parte porque el año 2009 fue el cuarto centenario de las primeras observaciones astronómicas registradas de Galileo con el telescopio, las Naciones Unidas lo programaron como el Año Internacional de la Astronomía . [241]
Los primeros trabajos de Galileo que describen instrumentos científicos incluyen el tratado de 1586 titulado La pequeña balanza ( La Billancetta ), que describe una balanza precisa para pesar objetos en el aire o el agua [242] y el manual impreso de 1606 Le Operazioni del Compasso Geometrico et Militare sobre el funcionamiento de una brújula geométrica y militar. [243]
Sus primeros trabajos sobre dinámica, la ciencia del movimiento y la mecánica fueron su De Motu de Pisa (Sobre el movimiento) de alrededor de 1590 y su Le Meccaniche de Padua (Mecánica) de alrededor de 1600. El primero se basaba en la dinámica de fluidos aristotélico-arquimediana y sostenía que la velocidad de caída gravitatoria en un medio fluido era proporcional al exceso del peso específico de un cuerpo sobre el del medio, por lo que en el vacío, los cuerpos caerían con velocidades proporcionales a sus pesos específicos. También suscribía la dinámica del ímpetu filoponiano en la que el ímpetu se autodisipaba y la caída libre en el vacío tendría una velocidad terminal esencial de acuerdo con el peso específico después de un período inicial de aceleración. [ cita requerida ]
El mensajero de las estrellas ( Sidereus Nuncius ) de Galileo, de 1610 , fue el primer tratado científico publicado basado en observaciones realizadas a través de un telescopio. En él se informaba de sus descubrimientos sobre:
Galileo publicó una descripción de las manchas solares en 1613 titulada Cartas sobre las manchas solares, en la que sugería que el Sol y el cielo son corruptibles. [244] Las Cartas sobre las manchas solares también informaban de sus observaciones telescópicas de 1610 de todo el conjunto de fases de Venus, y de su descubrimiento de los desconcertantes «apéndices» de Saturno y su posterior desaparición, aún más desconcertante. En 1615, Galileo preparó un manuscrito conocido como la « Carta a la gran duquesa Cristina », que no se publicó en forma impresa hasta 1636. Esta carta era una versión revisada de la Carta a Castelli , que fue denunciada por la Inquisición como una incursión en la teología al defender el copernicanismo como algo físicamente verdadero y coherente con las Escrituras. [245] En 1616, después de la orden de la Inquisición para que Galileo no sostuviera ni defendiera la posición copernicana, Galileo escribió el " Discurso sobre las mareas " ( Discorso sul flusso e il reflusso del mare ) basado en la tierra copernicana, en forma de una carta privada al cardenal Orsini . [246] En 1619, Mario Guiducci, un alumno de Galileo, publicó una conferencia escrita en gran parte por Galileo bajo el título Discurso sobre los cometas ( Discorso Delle Comete ), argumentando en contra de la interpretación jesuita de los cometas. [247]
En 1623, Galileo publicó El ensayador , que atacaba las teorías basadas en la autoridad de Aristóteles y promovía la experimentación y la formulación matemática de las ideas científicas. El libro tuvo un gran éxito e incluso encontró apoyo entre los escalones más altos de la iglesia cristiana. [248] Tras el éxito de El ensayador , Galileo publicó el Diálogo sobre los dos principales sistemas del mundo ( Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo ) en 1632. A pesar de tener cuidado de adherirse a las instrucciones de la Inquisición de 1616, las afirmaciones en el libro que favorecían la teoría copernicana y un modelo no geocéntrico del sistema solar llevaron a que Galileo fuera juzgado y se le prohibiera publicar. A pesar de la prohibición de publicación, Galileo publicó sus Discursos y demostraciones matemáticas relativas a dos nuevas ciencias ( Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze ) en 1638 en Holanda , fuera de la jurisdicción de la Inquisición. [ cita requerida ]
Las principales obras escritas de Galileo son las siguientes: [249]
En los últimos años de su vida, Galileo Galilei conservó una biblioteca de al menos 598 volúmenes (de los cuales 560 han sido identificados) en Villa Il Gioiello , en las afueras de Florencia. [251] Debido a las restricciones del arresto domiciliario, se le prohibió escribir o publicar sus ideas. Sin embargo, continuó recibiendo visitas hasta su muerte y fue a través de ellas como se mantuvo abastecido de los últimos textos científicos del norte de Europa. [252]
El testamento de Galileo no menciona su colección de libros y manuscritos. Un inventario detallado solo se realizó después de la muerte de Galileo, cuando la mayoría de sus posesiones, incluida su biblioteca, pasaron a su hijo, Vincenzo Galilei Jr. A su muerte en 1649, la colección fue heredada por su esposa Sestilia Bocchineri. [252]
Los libros, documentos personales y manuscritos inéditos de Galileo fueron recopilados por Vincenzo Viviani , su antiguo asistente y alumno, con la intención de preservar las obras de su antiguo maestro en forma publicada. Fue un proyecto que nunca se materializó y en su testamento final, Viviani legó una parte significativa de la colección al Hospital de Santa Maria Nuova en Florencia, donde ya existía una extensa biblioteca. El valor de las posesiones de Galileo no se materializó, y las copias duplicadas se dispersaron en otras bibliotecas, como la Biblioteca Comunale degli Intronati , la biblioteca pública de Siena. En un intento posterior de especializar los fondos de la biblioteca, los volúmenes no relacionados con la medicina se transfirieron a la Biblioteca Magliabechiana, una de las primeras bases de lo que se convertiría en la Biblioteca Nazionale Centrale di Firenze , la Biblioteca Nacional Central de Florencia. [252]
Una pequeña parte de la colección de Viviani, incluidos los manuscritos de Galileo y los de sus pares Evangelista Torricelli y Benedetto Castelli , fue legada a su sobrino, el abad Jacopo Panzanini. Esta pequeña colección se conservó hasta la muerte de Panzanini, cuando pasó a sus sobrinos nietos, Carlo y Angelo Panzanini. Los libros de las colecciones de Galileo y Viviani comenzaron a dispersarse porque los herederos no protegieron su herencia. Sus sirvientes vendieron varios de los volúmenes como papel usado. Alrededor de 1750, el senador florentino Giovanni Battista Clemente de'Nelli se enteró de esto y compró los libros y manuscritos a los comerciantes, y el resto de la colección de Viviani a los hermanos Panzanini. Como se relata en las memorias de Nelli: "Mi gran fortuna al obtener un tesoro tan maravilloso a tan bajo precio se debió a la ignorancia de las personas que lo vendían, que no eran conscientes del valor de esos manuscritos..."
La biblioteca permaneció bajo el cuidado de Nelli hasta su muerte en 1793. Conociendo el valor de los manuscritos recopilados por su padre, los hijos de Nelli intentaron vender lo que les quedaba al gobierno francés. Fernando III, Gran Duque de Toscana, intervino en la venta y compró la colección entera. El archivo de manuscritos, libros impresos y documentos personales fue depositado en la Biblioteca Palatina de Florencia, fusionándose la colección con la Biblioteca Magliabechiana en 1861. [252]
Vaughan todavía es considerado su inventor, aunque ... algunos barcos romanos de Nemi que datan de alrededor del año 40 d. C. los incorporaron a su diseño, y a Leonardo da Vinci ... se le atribuye la primera invención del principio de los cojinetes de bolas, aunque no los utilizó para sus inventos. Otro italiano, Galileo, describió el uso de una bola enjaulada.
Este artículo incorpora texto de una publicación que ahora es de dominio público : Duhem, P. (1911). "Historia de la física". En Herbermann, Charles (ed.). Enciclopedia católica . Nueva York: Robert Appleton Company.
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