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 / GAL -il- AY -oh GAL -il- AY , EE. UU. también / ˌ ɡ æ l ɪ ˈ l iː oʊ -/ GAL -il- EE -oh - , italiano: [ɡaliˈlɛːo ɡaliˈlɛːi] ) o simplemente Galileo , fue un astrónomo , físico e ingeniero italiano . a veces descrito como un erudito . Nació en la ciudad de Pisa , entonces parte del Ducado de Florencia . [3] Galileo ha sido llamado el padre de la astronomía observacional , [4] la física clásica de la era moderna, [5] el método científico , [6] y la ciencia moderna . [7]
Galileo estudió la rapidez y la velocidad , la gravedad y la caída libre , el principio de la relatividad , la inercia , el movimiento de los proyectiles y también trabajó en ciencia y tecnología aplicadas , describiendo las propiedades del péndulo y los " equilibrios hidrostáticos ". Fue uno de los primeros desarrolladores renacentistas del termoscopio [8] e inventor de varias brújulas militares , y utilizó el telescopio para observaciones científicas de objetos celestes. 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 uno de los primeros microscopios .
La defensa de Galileo del heliocentrismo copernicano (la Tierra gira diariamente y gira alrededor del Sol) encontró oposición dentro de la Iglesia católica y de algunos astrónomos. El asunto fue investigado por la Inquisición romana en 1615, que concluyó que el heliocentrismo era tonto, absurdo y herético ya que contradecía el creacionismo bíblico . [9] [10] [11]
Más tarde, Galileo defendió sus puntos de vista en Diálogo sobre los dos principales sistemas mundiales (1632), que parecía atacar al Papa Urbano VIII y, por lo tanto, alienó tanto al Papa como a los jesuitas , quienes habían apoyado a Galileo hasta ese momento. [9] Fue juzgado por la Inquisición, declarado "vehementemente sospechoso de herejía" y obligado a retractarse. Pasó el resto de su vida bajo arresto domiciliario. [12] [13] Durante este tiempo, escribió Dos nuevas ciencias (1638), principalmente sobre cinemática y resistencia de los materiales , resumiendo el trabajo que había realizado unos cuarenta años antes. [14]
Galileo nació en Pisa (entonces parte del Ducado de Florencia ), Italia, el 15 de febrero de 1564, [15] el primero de seis hijos de Vincenzo Galilei , laudista , compositor y teórico musical , y Giulia Ammannati , que se había casado en 1562. Galileo se convirtió él mismo en un consumado laudista y habría aprendido temprano de su padre el escepticismo hacia la autoridad establecida. [dieciséis]
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 aumentó las cargas financieras de Galileo por el resto de su vida. [17] Miguel Ángel no pudo contribuir con su parte justa de las dotes prometidas por su padre a sus cuñados, quienes más tarde intentarían buscar recursos legales para los pagos adeudados. En ocasiones, Miguel Ángel también tendría que pedir prestados fondos a Galileo para financiar sus proyectos y excursiones musicales. Estas cargas financieras pueden haber contribuido al deseo inicial de Galileo de desarrollar inventos que le proporcionaran ingresos adicionales. [18]
Cuando Galileo Galilei tenía ocho años, su familia se mudó a Florencia , pero quedó bajo el cuidado de Muzio Tedaldi durante dos años. Cuando Galileo tenía diez años dejó Pisa para reunirse con su familia en Florencia y allí estuvo bajo la tutela de Jacopo Borghini. [15] Fue educado, particularmente en lógica, de 1575 a 1578 en la Abadía de Vallombrosa , a unos 30 km al sureste de Florencia. [19] [20]
Galileo tendía a referirse a sí mismo sólo por su nombre de pila. En ese momento, los apellidos eran opcionales en Italia, y su nombre de pila tenía el mismo origen que su apellido, Galilei. Tanto su nombre como el de su familia derivan en última instancia de un antepasado, Galileo Bonaiuti , un importante médico, profesor y político de la Florencia del siglo XV. [21] 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. [22]
Cuando se refería a sí mismo con más de un nombre, a veces era como Galileo Galilei Linceo, en referencia a que era miembro de la Accademia dei Lincei , una organización de élite pro-ciencia en Italia. Era común que las familias toscanas de mediados del siglo XVI nombraran al hijo mayor con el apellido de los padres. [23] Por lo tanto, Galileo Galilei no necesariamente recibió 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 ", una región de importancia bíblica en el norte de Israel . [24] [21] Debido a esa región, el adjetivo galilaios ( griego Γαλιλαῖος, latín Galilaeus , italiano Galileo ), que significa "galileo", fue utilizado en la antigüedad (particularmente por el emperador Julián ) para referirse a Cristo y sus seguidores . [25]
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 asunto Galileo , uno de los oponentes de Galileo, el sacerdote dominico Tommaso Caccini , pronunció contra Galileo un sermón controvertido e influyente . En él insistió en citar Hechos 1:11: "Varones galileos, ¿por qué estáis mirando al cielo?" (en la versión latina encontrada en la Vulgata : Viri Galilaei, quid statis aspicientes in caelum? ). [27]
A pesar de ser un católico romano genuinamente piadoso, [28] 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). [29]
Debido a su nacimiento ilegítimo, Galileo consideraba que las niñas no podían casarse, si no planteando problemas de manutención o dotes prohibitivamente costosos, lo que habría sido similar a los extensos problemas financieros anteriores de Galileo con dos de sus hermanas. [30] Su única alternativa digna era la vida religiosa. Ambas niñas fueron aceptadas en el convento de San Mateo en Arcetri y permanecieron allí por el resto de sus vidas. [31]
Virginia tomó 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, Florencia . Livia tomó el nombre de Sor Arcángela y estuvo enferma la mayor parte de su vida. Posteriormente, Vincenzo fue legitimado como heredero legal de Galileo y se casó con Sestilia Bocchineri. [32]
Aunque Galileo consideró seriamente el sacerdocio cuando era joven, a instancias de su padre, se matriculó en 1580 en la Universidad de Pisa para obtener un título de médico. [33] Fue influenciado por las conferencias de Girolamo Borro y Francesco Buonamici de Florencia. [20] En 1581, cuando estudiaba medicina, notó una lámpara de araña oscilante , cuyas corrientes de aire hacían oscilar en arcos más grandes y más pequeños. A él le parecía, en comparación con los latidos de su corazón, que la lámpara tardaba el mismo tiempo en oscilar hacia adelante y hacia atrás, sin importar qué tan lejos estuviera oscilando. Cuando regresó a casa, colocó dos péndulos de igual longitud y giró uno con un movimiento grande y el otro con un movimiento pequeño y descubrió que mantenían el tiempo juntos. No fue hasta el trabajo de Christiaan Huygens , casi cien años después, que se utilizó la naturaleza tautocrona de un péndulo oscilante para crear un reloj preciso. [34] Hasta ese momento, Galileo se había mantenido deliberadamente alejado de las matemáticas, ya que un médico ganaba más que un matemático. Sin embargo, después de asistir accidentalmente a una conferencia sobre geometría, convenció a su reacio padre para que le permitiera estudiar matemáticas y filosofía natural en lugar de medicina. [34] Creó un termoscopio , un precursor del termómetro , y, en 1586, publicó un pequeño libro sobre el diseño de una balanza hidrostática que había inventado (que atrajo por primera vez la atención del mundo académico). Galileo también estudió disegno , un término que abarca las bellas artes, y, en 1588, obtuvo el puesto de instructor en la Accademia delle Arti del Disegno de Florencia, enseñando perspectiva y claroscuro . En el mismo año, por invitación de la Academia Florentina , presentó dos conferencias, Sobre la forma, ubicación y tamaño del infierno de Dante , en un intento de proponer un modelo cosmológico riguroso del infierno de Dante . [35] Inspirándose en la tradición artística de la ciudad y en las obras de los artistas del Renacimiento , Galileo adquirió una mentalidad estética . Cuando era un joven profesor en la Academia, inició una amistad de por vida con el pintor florentino Cigoli . [36] [37]
En 1589, fue nombrado catedrático de matemáticas en Pisa. En 1591 murió su padre 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. [38] Durante este período, Galileo hizo importantes descubrimientos tanto en la ciencia fundamental pura (por ejemplo, cinemática del movimiento y astronomía) como en como ciencia práctica aplicada (por ejemplo, resistencia de los materiales y descubrimiento del telescopio). Entre sus múltiples intereses se encontraba el estudio de la astrología , que en ese momento era una disciplina ligada a los estudios de las matemáticas y la astronomía. [39] [40]
Tycho Brahe y otros observaron la supernova de 1572 . La carta de Ottavio Brenzoni del 15 de enero de 1605 a Galileo llamó la atención de Galileo sobre la supernova de 1572 y la nova menos brillante de 1601. Galileo observó y analizó la supernova de Kepler en 1604. Dado que estas nuevas estrellas no mostraban ningún paralaje diurno detectable , Galileo concluyó que eran estrellas distantes y, por lo tanto, refutó la creencia aristotélica en la inmutabilidad de los cielos. [41]
Basándose únicamente en descripciones inciertas del primer telescopio práctico que Hans Lippershey intentó patentar en los Países Bajos en 1608, [42] Galileo, al año siguiente, fabricó un telescopio con un aumento de aproximadamente 3x. Más tarde hizo versiones mejoradas con un aumento de hasta 30x. [43] Con un telescopio galileano , el observador podía ver imágenes verticales ampliadas de la Tierra; era lo que comúnmente se conoce como telescopio terrestre o catalejo. También podría utilizarlo 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 8 o 9, a los legisladores venecianos . Sus telescopios también fueron una actividad secundaria rentable para Galileo, quien los vendió a comerciantes que los encontraron útiles tanto en el mar como como artículos comerciales. Publicó sus primeras observaciones astronómicas telescópicas en marzo de 1610 en un breve tratado titulado Sidereus Nuncius ( Mensajero estrellado ). [44]
El 30 de noviembre de 1609, Galileo apuntó su telescopio a la Luna . [45] Si bien 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 sólo vio una "extraña mancha"), [46] Galileo fue el primero en deducir la causa de la Disminución desigual como ligera oclusión de montañas y cráteres lunares . En su estudio también realizó mapas topográficos, estimando las alturas de las montañas. La Luna no era lo que durante mucho tiempo se pensó que era una esfera translúcida y perfecta, como afirmaba Aristóteles, y difícilmente fue el primer "planeta", una "perla eterna que ascendió magníficamente al empírico celestial", como lo propuso Dante . A veces se atribuye a Galileo el descubrimiento de la libración lunar en latitud en 1632, [47] aunque Thomas Harriot o William Gilbert podrían haberlo hecho antes. [48]
Un amigo de Galileo, el pintor Cigoli, incluyó una representación realista de la Luna en uno de sus cuadros, aunque probablemente utilizó su propio telescopio para realizar la observación. [36]
El 7 de enero de 1610, Galileo observó con su telescopio lo que entonces describió como "tres estrellas fijas, totalmente invisibles [a] por su pequeñez", todas ellas cercanas a Júpiter y situadas en línea recta a través de él. [49] Las observaciones en las noches siguientes 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 observó que uno de ellos había desaparecido, observación que atribuyó a que estaba oculto detrás de Júpiter. A los pocos días, concluyó que estaban orbitando Júpiter: había descubierto tres de las cuatro lunas más grandes de Júpiter . [50] Descubrió el cuarto el 13 de enero. Galileo nombró al grupo de cuatro estrellas Medici , en honor a su futuro patrón, Cosme II de Medici, gran duque de Toscana , y a los tres hermanos de Cosme. [51] Sin embargo, los astrónomos posteriores los rebautizaron como satélites galileanos en honor a su descubridor. Estos satélites fueron descubiertos de forma independiente por Simon Marius el 8 de enero de 1610 y ahora se llaman Ío , Europa , Ganímedes y Calisto , los nombres dados por Marius en su Mundus Iovialis publicado en 1614. [52]
Las observaciones de Galileo de los satélites de Júpiter causaron controversia en astronomía: un planeta con planetas más pequeños orbitando no se ajustaba a los principios de la cosmología aristotélica , que sostenía que todos los cuerpos celestes debían rodear la Tierra, [53] [54] y muchos astrónomos y Inicialmente, los filósofos se negaron a creer que Galileo pudiera haber descubierto tal cosa. [55] [56] Para agravar este problema, otros astrónomos tuvieron dificultades para confirmar las observaciones de Galileo. Cuando hizo una demostración del telescopio en Balogna, los asistentes tuvieron dificultades para ver las lunas. Uno de ellos, Martin Horky, observó varias estrellas y las encontró también rodeadas de estrellas más pequeñas. Tomó esto como evidencia de que las lunas eran simplemente un defecto interno del instrumento y que la imaginación de Galileo se había vuelto loca. El agudo ataque de Horky provocó una reprimenda de Kepler, pero marcó la pauta para disputas posteriores. [57] [58] 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. [59] 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. [60] [61]
Galileo vio un uso práctico para su descubrimiento. Para determinar la posición este-oeste de los barcos en el mar era necesario sincronizar sus relojes con los relojes del primer meridiano . Resolver este problema de longitud tenía gran importancia para la navegación segura y España y más tarde Holanda establecieron grandes premios por su solución. Como los eclipses de las lunas que descubrió eran relativamente frecuentes y sus tiempos podían predecirse con gran precisión, podían usarse para ajustar los relojes de los barcos y Galileo solicitó los premios. Observar las lunas desde un barco resultó demasiado difícil, pero el método se utilizó para estudios terrestres, incluida la remapeo de Francia. [62] : 15-16 [63]
Desde septiembre de 1610, Galileo observó que Venus exhibe un conjunto completo de fases similar al 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 mirara hacia la Tierra cuando estuviera en el lado opuesto del Sol y en dirección opuesta a ella. la Tierra cuando estaba en el lado terrestre del Sol. En el modelo geocéntrico de Ptolomeo , era imposible que cualquiera de las órbitas de los planetas intersectara la capa esférica que transportaba el Sol. Tradicionalmente, la órbita de Venus se situaba enteramente en el lado cercano del Sol, donde sólo podía exhibir fases crecientes y nuevas. También fue posible ubicarlo enteramente en el lado opuesto del Sol, donde sólo podía exhibir fases gibosas y completas. Después de las observaciones telescópicas de Galileo de las fases creciente, gibosa y plena 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, [64] [65] como los modelos Tychónico , Capellano y Capellano Extendido, [b] cada uno con o sin una Tierra que gira diariamente. Todo esto explicaba las fases de Venus sin la "refutación" de la predicción del paralaje estelar del heliocentrismo total. El descubrimiento de Galileo de las fases de Venus fue, por tanto, su contribución más influyente desde el punto de vista empírico y práctico a la transición en dos etapas del geocentrismo total al heliocentrismo total a través del geoheliocentrismo. [ cita necesaria ]
En 1610, Galileo también observó el planeta Saturno , y al principio confundió sus anillos con planetas, [66] pensando que se trataba de 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. [67]
Galileo observó el planeta Neptuno en 1612. Aparece en sus cuadernos como una de muchas estrellas tenues y corrientes. No se dio cuenta de que era un planeta, pero sí notó su movimiento en relación con las estrellas antes de perderle la pista. [68]
Galileo realizó estudios de las manchas solares a simple vista y con telescopios . [69] Su existencia planteó otra dificultad con la perfección inmutable de los cielos tal como se postula en la física celestial aristotélica ortodoxa. Una aparente variación anual en sus trayectorias, observada por Francesco Sizzi y otros en 1612-1613, [70] también proporcionó un poderoso argumento contra tanto el sistema ptolemaico como el sistema geoheliocéntrico de Tycho Brahe. [c] Una disputa sobre la supuesta prioridad en el descubrimiento de las manchas solares y en su interpretación, llevó a Galileo a una larga y amarga disputa con el jesuita Christoph Scheiner . En el medio estaba Mark Welser , a quien Scheiner había anunciado su descubrimiento, y quien le pidió su opinión a Galileo. Ambos desconocían la anterior observación y publicación de las manchas solares por parte de Johannes Fabricius . [74]
Galileo observó la Vía Láctea , que antes se creía nebulosa , y descubrió que se trataba de 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. [75]
En el Starry Messenger , Galileo informó que las estrellas aparecían como meros destellos de luz, cuya apariencia esencialmente no había sido alterada por el telescopio, y las contrastaba 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. [76] [77] 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 mundiales , 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 medidas de esta distancia y del ancho de la cuerda, pudo calcular el ángulo subtendido por la estrella en su punto de observación. [78] [79] [80]
En su Diálogo , informó que había descubierto que el diámetro aparente de una estrella de primera magnitud no era más de 5 segundos de arco , y 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 verdaderos tamaños 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 de Brahe, y permitieron a Galileo contrarrestar argumentos anticopernicanos como los de Tycho de que estas estrellas tendrían que ser absurdamente grandes. que sus paralajes anuales sean indetectables. [81] [82] [83] 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. [84] [85]
El cardenal Belarmino había escrito en 1615 que el sistema copernicano no podía defenderse sin "una verdadera demostración física de que el sol no gira alrededor de la tierra, sino que la tierra gira alrededor del sol". [86] Galileo consideró que su teoría de las mareas proporcionaba tal evidencia. [87] Esta teoría era tan importante para él que originalmente pretendía llamar a su Diálogo sobre los dos principales sistemas mundiales el Diálogo sobre el flujo y reflujo del mar . [88] La referencia a las mareas fue eliminada del título por orden de la Inquisición. [ cita necesaria ]
Para Galileo, las mareas eran causadas por el chapoteo del agua en los mares cuando un punto en la superficie de la Tierra se aceleraba y desaceleraba debido a la rotación de la Tierra sobre su eje y la revolución alrededor del Sol. Hizo circular su primer relato de las mareas en 1616, dirigido al cardenal Orsini . [89] Su teoría dio la primera idea de la importancia de las formas de las cuencas oceánicas en el tamaño y el momento de las mareas; Por ejemplo, tuvo en cuenta 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 necesaria ]
Si esta teoría fuera correcta, sólo habría una marea alta por día. Galileo y sus contemporáneos eran conscientes de esta insuficiencia porque en Venecia hay dos mareas altas diarias en lugar de una, con aproximadamente 12 horas de diferencia. Galileo descartó esta anomalía como resultado de varias causas secundarias, incluida la forma del mar, su profundidad y otros factores. [90] [91] Albert Einstein expresó más tarde la opinión de que Galileo desarrolló sus "argumentos fascinantes" y los aceptó acríticamente por el deseo de obtener pruebas físicas del movimiento de la Tierra. [92] Galileo también descartó la idea, conocida desde la antigüedad y por su contemporáneo Johannes Kepler, de que la Luna [93] causaba las mareas; Galileo tampoco mostró ningún interés en las órbitas elípticas de los planetas de Kepler . [94] [95] Galileo continuó argumentando a favor de su teoría de las mareas, considerándola la prueba definitiva del movimiento de la Tierra. [96]
En 1619, Galileo se vio envuelto en una controversia con el padre Orazio Grassi , profesor de matemáticas en el Colegio Romano jesuita . Comenzó como una disputa sobre la naturaleza de los cometas, pero cuando Galileo publicó El ensayador ( Il Saggiatore ) en 1623, su última salva en la disputa, se había convertido en una controversia mucho más amplia sobre la naturaleza misma de la ciencia. La portada del libro describe a Galileo como filósofo y "Matemático Primario" del Gran Duque de Toscana. [97]
Debido a que The Assayer contiene tal riqueza de ideas de Galileo sobre cómo se debe practicar la ciencia, se le ha denominado su manifiesto científico. [98] [99] A principios de 1619, el padre Grassi había publicado de forma anónima un folleto, Una disputa astronómica sobre los tres cometas del año 1618 , [100] 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 de fuego que se había movido a lo largo de un segmento de un gran círculo a una distancia constante de la Tierra, [101] [102] y como se movía en el cielo más lentamente que la Luna, debía estar más lejos. más lejos que la Luna. [ cita necesaria ]
Los argumentos y conclusiones de Grassi fueron criticados en un artículo posterior, Discurso sobre los cometas , [103] 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. [104] Galileo y Guiducci no ofrecieron ninguna teoría definitiva propia sobre la naturaleza de los cometas, [105] [106] aunque sí presentaron algunas conjeturas provisionales 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 inicial, el Discurso de Galileo y Guiducci insultó gratuitamente al jesuita Christoph Scheiner , [107] [108] [109] y varios comentarios poco elogiosos sobre los profesores del Collegio Romano estaban dispersos por toda la obra. [107] Los jesuitas se sintieron ofendidos, [107] [106] y Grassi pronto respondió con un tratado polémico propio, El equilibrio astronómico y filosófico , [110] bajo el seudónimo de Lothario Sarsio Sigensano, [111] pretendiendo ser uno de sus propios alumnos. [ cita necesaria ]
El Ensayador fue la demoledora respuesta de Galileo a la Balanza Astronómica . [103] Ha sido ampliamente reconocido como una obra maestra de la literatura polémica, [112] [113] en la que los argumentos de "Sarsi" son objeto de un desprecio fulminante. [114] Fue recibido con gran aclamación y complació particularmente al nuevo Papa, Urbano VIII , a quien había sido dedicado. [115] En Roma, en la década anterior, Barberini, el futuro Urbano VIII, se había puesto del lado de Galileo y la Academia Linceana . [116]
La disputa de Galileo con Grassi enajenó permanentemente a muchos jesuitas, [117] y Galileo y sus amigos estaban convencidos de que eran responsables de provocar su posterior condena, [118] aunque la evidencia que respalda esto no es concluyente. [119] [120]
En la época del conflicto de Galileo con la Iglesia, la mayoría de las personas educadas suscribían 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 combinaba geocentrismo con heliocentrismo. [121] [122] La oposición al heliocentrismo y los escritos de Galileo al respecto combinaban objeciones religiosas y científicas. La oposición religiosa al heliocentrismo surgió de pasajes bíblicos que implican la naturaleza fija de la Tierra. [d] La oposición científica vino de Brahe, quien argumentó que si el heliocentrismo fuera cierto, debería observarse un paralaje estelar anual, aunque no se observaba ninguno en ese momento. [e] Aristarco y Copérnico habían postulado correctamente que el paralaje era insignificante porque las estrellas estaban muy distantes. Sin embargo, Tycho respondió que dado que las estrellas parecen tener un tamaño angular mensurable , si las estrellas estuvieran tan distantes y su tamaño aparente se debiera a su tamaño físico, serían mucho más grandes que el Sol. De hecho, no es posible observar el tamaño físico de estrellas distantes sin los telescopios modernos. [125] [f]
Galileo defendió el heliocentrismo basándose en sus observaciones astronómicas de 1609 . En diciembre de 1613, la gran duquesa Cristina de Florencia enfrentó 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 argumentaba que el heliocentrismo en realidad no era contrario a los textos bíblicos, y que la Biblia era una autoridad en fe y moral, no en ciencia. Esta carta no fue publicada, pero circuló ampliamente. [126] Dos años más tarde, Galileo escribió una carta a Christina que ampliaba sus argumentos presentados anteriormente en ocho páginas a cuarenta páginas. [127]
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, [d] lo que se consideraba una violación del Concilio de Trento y parecía peligrosamente como el protestantismo . [128] Lorini citó específicamente la carta de Galileo a Castelli. [129] Galileo fue a Roma para defenderse y defender sus ideas. A principios de 1616, Francesco Ingoli inició un debate con Galileo y le envió un ensayo en el que cuestionaba el sistema copernicano. Galileo afirmó más tarde que creía que este ensayo había sido decisivo en la acción contra el copernicanismo que siguió. [130] Es posible que la Inquisición haya encargado a Ingoli que escribiera una opinión experta sobre la controversia, y el ensayo sirviera de base para las acciones de la Inquisición. [131] 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 estrellas porque parecían mucho más grandes que el Sol. [h] El ensayo también incluía cuatro argumentos teológicos, pero Ingoli sugirió que Galileo se centrara en los argumentos físicos y matemáticos, y no mencionó las ideas bíblicas de Galileo. [133]
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 la Sagrada Escritura". La Inquisición encontró que la idea del movimiento de la Tierra "recibe el mismo juicio en la filosofía y... en lo que respecta a la verdad teológica, es al menos errónea en la fe". [134] El Papa Pablo V ordenó al cardenal Belarmino que entregara este hallazgo a Galileo y le ordenara que abandonara el heliocentrismo. El 26 de febrero, Galileo fue llamado a la residencia de Belarmino y se le ordenó "abandonar por completo... la opinión de que el sol está quieto en el centro del mundo y la Tierra se mueve, y de ahora en adelante no sostenerla, enseñarla ni defenderla de ninguna manera". cualquier forma, ya sea oralmente o por escrito." [135] El decreto de la Congregación del Índice prohibió el De Revolutionibus de Copérnico y otras obras heliocéntricas hasta su corrección. [135]
Durante la siguiente década, Galileo se mantuvo alejado de la controversia. Revivió 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 amonestación de Galileo en 1616. El libro resultante de Galileo, Diálogo sobre los dos principales sistemas mundiales , se publicó en 1632, con autorización formal de la Inquisición y permiso papal. [136]
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 defender el heliocentrismo. Ya sea sin saberlo o deliberadamente, Simplicio, el defensor de la visión geocéntrica aristotélica en Diálogo sobre los dos principales sistemas mundiales , a menudo se vio atrapado en sus propios errores y en ocasiones pareció un tonto. De hecho, aunque Galileo afirma en el prefacio de su libro que el personaje lleva el nombre de un famoso filósofo aristotélico ( Simplicio en latín, "Simplicio" en italiano), el nombre "Simplicio" en italiano también tiene la connotación de "simple". [137] [138] Este retrato de Simplicio hizo que Diálogo sobre los dos principales sistemas mundiales pareciera un libro de defensa: un ataque al geocentrismo aristotélico y la defensa de la teoría copernicana. [ cita necesaria ]
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 la sospecha de ridículo público, ni la defensa copernicana. [ cita necesaria ]
Galileo se había distanciado de uno de sus mayores y más poderosos partidarios, el Papa, y fue llamado a Roma para defender sus escritos [142] 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 mantuvo 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 se convenció de 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 ideas copernicanas después de 1616 o de haber tenido alguna vez la intención de defenderlas en el Diálogo , su interrogatorio final, en julio de 1633, concluyó con la amenaza de torturarlo si no decía la verdad, pero mantuvo su negación a pesar de la amenaza. [143] [144] [145]
La sentencia de la Inquisición se dictó el 22 de junio. Estaba en tres partes esenciales:
Según la leyenda popular, después de retractarse de su teoría de que la Tierra se movía alrededor del Sol, Galileo supuestamente murmuró la rebelde frase " Y sin embargo se mueve ". Se afirmó que una pintura de la década de 1640 del pintor español Bartolomé Esteban Murillo o de un artista de su escuela, en la que las palabras estuvieron ocultas hasta los trabajos de restauración en 1911, representa a un Galileo encarcelado aparentemente mirando las palabras "E pur si muove" escritas. en la pared de su mazmorra. El relato escrito más antiguo conocido de la leyenda data de un siglo después de su muerte. Basándose en la pintura, Stillman Drake escribió "no hay duda de que las famosas palabras ya fueron atribuidas a Galileo antes de su muerte". [155] Sin embargo, una investigación intensiva realizada por el 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. [156]
Después de un período con el amistoso Ascanio Piccolomini (el 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. A Galileo se le ordenó leer los Siete Salmos Penitenciales una vez por semana durante los siguientes tres años. Sin embargo, su hija María Celeste lo alivió de la carga después de obtener el permiso eclesiástico para asumirla ella misma. [157]
Fue mientras Galileo estaba bajo arresto domiciliario cuando dedicó su tiempo a una de sus mejores obras, Dos nuevas ciencias . Aquí resumió el trabajo que había realizado unos cuarenta años antes, sobre las dos ciencias ahora llamadas cinemática y resistencia de materiales , publicado en Holanda para evitar la censura. Este libro fue muy elogiado por Albert Einstein. [158] Como resultado de este trabajo, a Galileo a menudo se le llama 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. [14]
Dava Sobel sostiene que antes del juicio y sentencia por herejía de Galileo en 1633, el Papa Urbano VIII se había preocupado por las intrigas judiciales 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 con ira y miedo. [159] Mario Livio sitúa a Galileo y sus descubrimientos en contextos científicos y sociales modernos. En particular, sostiene que el asunto Galileo tiene su contraparte en la negación de la ciencia. [160]
Galileo continuó recibiendo visitas hasta su muerte el 8 de enero de 1642, a la edad de 77 años, tras fiebre y palpitaciones. [14] [161] El gran duque de Toscana, Fernando II , quiso enterrarlo en el cuerpo principal de la Basílica de Santa Croce , junto a las tumbas de su padre y otros antepasados, y erigir un mausoleo de mármol en su honor. . [162] [163]
Sin embargo, estos planes fueron abandonados después de que el Papa Urbano VIII y su sobrino, el cardenal Francesco Barberini, protestaran [162] [163] [164] porque Galileo había sido condenado por la Iglesia católica por "vehemente sospecha de herejía". [165] En cambio, fue enterrado en una pequeña habitación junto a la capilla de los novicios al final de un corredor desde el crucero sur de la basílica hasta la sacristía. [162] [166] Fue enterrado nuevamente en el cuerpo principal de la basílica en 1737 después de que se erigiera allí un monumento en su honor; [167] [168] durante este movimiento, se extrajeron tres dedos y un diente de sus restos. [169] Uno de estos dedos se encuentra actualmente en exhibición en el Museo Galileo de Florencia, Italia. [170]
Éste y otros hechos, no pocos o menos dignos de conocer, he logrado probar; y lo que considero más importante, se han abierto a esta vasta y excelentísima ciencia, de la cual mi obra es sólo el comienzo, modos y medios por los cuales otras mentes más agudas que la mía explorarán sus remotos rincones.
— Galileo Galilei, Dos nuevas ciencias
Galileo hizo contribuciones originales a la ciencia del movimiento mediante una combinación innovadora de experimentos y matemáticas. [171] Más típicos de la ciencia de la época fueron los estudios cualitativos de William Gilbert , sobre el magnetismo y la electricidad. El padre de Galileo, Vincenzo Galilei , laudista y teórico de la música, había realizado experimentos estableciendo quizás la relación no lineal más antigua conocida en física: para una cuerda estirada, el tono varía como la raíz cuadrada de la tensión. [172] Estas observaciones se encuentran dentro del marco de la tradición musical pitagórica , bien conocida por los fabricantes de instrumentos, que incluía el hecho de que subdividir una cuerda por un número entero produce una escala armoniosa. Así, una cantidad limitada de matemáticas se había relacionado desde hacía mucho tiempo con la música y las ciencias físicas, y el joven Galileo pudo ver cómo las observaciones de su propio padre ampliaban esa tradición. [173]
Galileo fue uno de los primeros pensadores modernos en afirmar claramente que las leyes de la naturaleza son matemáticas. En The Assayer , 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;..." [ 174] Sus análisis matemáticos son un desarrollo posterior de una tradición empleada por los filósofos naturales escolásticos tardíos , que Galileo aprendió cuando estudiaba filosofía. [175] Su trabajo marcó otro paso hacia la eventual separación de la ciencia tanto de la filosofía como de la religión; un avance importante en el pensamiento humano. A menudo estaba dispuesto a cambiar sus puntos de vista de acuerdo con la observación.
Para realizar 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 forma reproducible. Esto proporcionó una base fiable sobre la cual confirmar las leyes matemáticas mediante el razonamiento inductivo . [ cita necesaria ] Galileo mostró una apreciación moderna por 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. Admitió que existen 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, [176] [177] [178] pero, sin embargo, mantuvo que para distancias hasta el alcance de la artillería de su época, la desviación de la trayectoria de un proyectil respecto de una parábola sería sólo muy ligera. [176] [179] [180]
Utilizando su telescopio refractor , Galileo observó a finales de 1609 que la superficie de la Luna no es lisa. [36] A principios del año siguiente, observó las cuatro lunas más grandes de Júpiter. [51] Más tarde, en 1610, observó las fases de Venus, una prueba de heliocentrismo, así como de Saturno, aunque pensó que los anillos del planeta eran otros dos planetas. [66] En 1612, observó Neptuno y notó su movimiento, pero no lo identificó como un planeta. [68]
Galileo realizó estudios de las manchas solares, [69] la Vía Láctea, e hizo varias observaciones sobre las estrellas, incluyendo cómo medir su tamaño aparente sin un telescopio. [78] [79] [80]
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. [181]
Galileo hizo 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 apta para uso de 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 que escribió) por 50 liras y ofreció un curso de instrucción en el uso de las brújulas por 120 liras . [182]
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 necesaria ]
En 1609, Galileo fue, junto con el inglés Thomas Harriot y otros, uno 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 , [183] [184] en un banquete celebrado en 1611 por el príncipe Federico Cesi para convertir a Galileo en miembro de su Accademia dei Lincei . [185] En 1610, utilizó un telescopio a corta distancia para ampliar las partes de los insectos. [186] [187] En 1624, Galileo había utilizado un microscopio compuesto . Le dio uno de estos instrumentos al cardenal Zollern en mayo de ese año para que lo presentara al duque de Baviera, [188] y en septiembre envió otro al príncipe Cesi. [189] Los linceanos jugaron un papel nuevamente al nombrar el "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 " para mirar". La palabra debía ser análoga a "telescopio". [190] [191] 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 . [189]
En 1612, después de haber determinado 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 eran graves. El método fue aplicado con éxito por primera vez por Giovanni Domenico Cassini en 1681 y posteriormente se utilizó ampliamente para grandes estudios topográficos; este método, por ejemplo, fue utilizado para inspeccionar Francia, y más tarde por Zebulon Pike del medio oeste de 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 práctico cronómetro marino portátil. , como el de John Harrison . [192] 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 necesaria ]
Galileo fue invitado en varias ocasiones a asesorar sobre proyectos de ingeniería para aliviar las inundaciones de los ríos. En 1630, Mario Guiducci probablemente contribuyó decisivamente a que Bartolotti le consultara sobre un plan para abrir un nuevo canal para el río Bisenzio cerca de Florencia. [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, utilizando su pulso como cronómetro. El primer interés registrado en los péndulos fabricados por Galileo se produjo 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 tardan el mismo tiempo, independientemente de la amplitud . De hecho, esto sólo es cierto aproximadamente, [195] como lo descubrió Christiaan Huygens . Galileo también descubrió que el cuadrado del período varía directamente con la longitud del péndulo.
El hijo de Galileo, Vincenzo, esbozó un reloj basado en las teorías de su padre en 1642. El reloj nunca se construyó y, debido a las grandes oscilaciones requeridas por su escape de borde , habría sido un mal cronometrador. [ cita necesaria ]
Galileo es menos conocido, aunque todavía se le atribuye, 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 las bombas de agua habían mejorado hasta el punto de producir 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 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 riego, drenaje de minas y fuentes de agua decorativas planeados 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 levantada 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 disponiendo que dos observadores, cada uno con linternas equipadas con contraventanas, observaran las linternas del otro a cierta distancia. El primer observador abre la contraventana de su lámpara y el segundo, al ver la luz, abre inmediatamente la contraventana de su propia linterna. El tiempo entre que el primer observador abre su obturador y ve la luz de la lámpara del segundo observador indica el tiempo que tarda la luz en viajar de un lado a otro entre los dos observadores. Galileo informó que cuando intentó esto a una distancia de menos de una milla, no pudo determinar si la luz apareció 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 en una distancia de aproximadamente una milla y obtuvieron un resultado igualmente no concluyente. [198] Desde entonces se ha determinado que la velocidad de la luz es demasiado rápida para medirla con tales métodos.
Galileo propuso el principio básico de la relatividad , que las leyes de la física son las mismas en cualquier sistema que se mueva a velocidad constante en línea recta, independientemente de su velocidad o dirección particular. Por tanto, no hay movimiento absoluto ni reposo absoluto. Este principio proporcionó el marco básico para las leyes del movimiento de Newton y es fundamental para la teoría especial de la relatividad de Einstein .
El hecho de que pesos desiguales cayeran con la misma velocidad puede haber sido propuesto ya por el filósofo romano Lucrecio . [199] Las observaciones de que objetos de tamaño similar y diferentes pesos 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 deducido la ley del tiempo cuadrado para el cambio uniformemente acelerado, [202] [203] y en el siglo XVI, Domingo de Soto había sugerido que los cuerpos que caen a través de un medio homogéneo acelerarse uniformemente. [204] De Soto, sin embargo, 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 sólo 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 lanzaron bolas de plomo desde la Nieuwe Kerk en la ciudad holandesa de Delft . El experimento estableció que objetos de idéntico tamaño, pero de diferente masa, caen a la misma velocidad. [34] [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 una plataforma de madera debajo) para deducir que las bolas habían caído a la misma velocidad. Al experimento se le dio menos crédito que al 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 diferentes masas , 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] Si bien esta historia ha sido contada nuevamente en relatos populares, el propio Galileo no cuenta ningún experimento de este tipo, 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] quien sostiene que el experimento 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 sincronización como la resistencia del aire se redujeron mucho. [211]
En su obra Dos nuevas ciencias de 1638 , el personaje de Galileo, Salviati , ampliamente considerado como el portavoz de Galileo, sostenía que todos los pesos desiguales caerían con la misma velocidad finita en el vacío. Salviati también sostuvo que esto podría demostrarse experimentalmente comparando los movimientos pendulares en el aire con bolas de plomo y corcho que tenían diferentes pesos pero que por lo demás eran similares. [ cita necesaria ]
Galileo propuso que un cuerpo que caía lo haría con una aceleración uniforme, siempre que la resistencia del medio a través del cual caía siguiera siendo insignificante, o en el caso límite de que cayera a través del vacío. [212] [213] También derivó la ley cinemática correcta para la distancia recorrida durante una aceleración uniforme a partir del reposo, es decir, que es proporcional al cuadrado del tiempo transcurrido ( d ∝ t 2 ). [204] [214] Galileo expresó la ley del tiempo cuadrado utilizando construcciones geométricas y palabras matemáticamente precisas, adhiriéndose a los estándares de la época. (Quedaba que otros reexpresaran la ley en términos algebraicos). [ cita necesaria ]
Galileo también concluyó que los objetos retienen 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 los llamados estados "violentos", "antinaturales" o "forzados". movimiento mientras un agente de cambio (el "motor") continúe actuando sobre él. [216] John Philoponus y Jean Buridan habían propuesto ideas filosóficas relacionadas con la inercia . 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 este 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 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 un movimiento circular está estrechamente relacionada con su convicción copernicana. [220]
Si bien la aplicación de las matemáticas por parte de Galileo a la física experimental fue innovadora, sus métodos matemáticos fueron los estándar de la época, incluidos docenas de ejemplos de un método de raíz cuadrada de proporción inversa heredado de Fibonacci y Arquímedes . El análisis y las pruebas se basaron en gran medida en la teoría eudoxiana de la proporción , tal como se establece en el quinto libro de los Elementos de Euclides . Esta teoría había estado disponible sólo un siglo antes, gracias a traducciones precisas de Tartaglia y otros; pero al final de la vida de Galileo, estaba siendo reemplazado por los métodos algebraicos de Descartes . El concepto que ahora se denomina paradoja de Galileo no fue original de él. Su solución propuesta, que no se pueden comparar números infinitos , ya no se considera útil. [221]
El asunto Galileo quedó en gran parte olvidado después de la muerte de Galileo y la controversia amainó. 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 condenado Diálogo ) 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 defendían el heliocentrismo fue eliminada del Índice de libros prohibidos , aunque se mantuvo la prohibición específica de las versiones sin censura del Diálogo y De Revolutionibus de Copérnico . [225] [223] Todos los rastros de oposición oficial al heliocentrismo por parte de la iglesia desaparecieron en 1835 cuando estas obras finalmente fueron eliminadas del Índice. [226] [227]
El interés en el asunto Galileo revivió 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. [9] El interés en él ha aumentado y disminuido desde entonces. En 1939, el Papa Pío XII , en su primer discurso ante la Academia Pontificia de Ciencias , pocos meses después de su elección al papado, describió a Galileo como uno de los "héroes más audaces de la investigación... que no temen los obstáculos". y los riesgos del camino, ni temerosos de los monumentos fúnebres". [228] Su asesor cercano durante 40 años, el profesor Robert Leiber, escribió: "Pío XII tuvo mucho cuidado 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 asunto Galileo como si formaran lo que llamó "un caso sintomático que nos permite para ver cuán profundas son hoy las dudas de la era moderna, de la ciencia y la tecnología". [232] Algunas de las opiniones que citó fueron las del filósofo Paul Feyerabend , a quien citó diciendo: "La Iglesia en la época de Galileo se atenía mucho más a la razón que el propio Galileo, y tomaba en consideración los aspectos éticos y "Las consecuencias sociales de las enseñanzas de Galileo también. Su veredicto contra Galileo fue racional y justo y la revisión de este veredicto sólo puede justificarse 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 se había equivocado al condenar a Galileo por afirmar que la Tierra gira alrededor del Sol. "Juan Pablo dijo que los teólogos que condenaron a Galileo no reconocían la distinción formal entre la Biblia y su interpretación." [233]
En marzo de 2008, el director de la Academia Pontificia 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 jefe del Consejo Pontificio 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 nadie 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 ( Io , Europa , Ganímedes y Calisto ) como lunas galileanas . Otros esfuerzos y principios científicos llevan el nombre de Galileo, incluida la nave espacial Galileo , [240] la primera nave espacial en entrar en órbita alrededor de Júpiter, el sistema global de navegación por satélite Galileo , la transformación entre sistemas inerciales en la mecánica clásica denominada transformación galileana y Gal (unidad). , a veces conocido como Galileo, que es una unidad de aceleración que no pertenece al SI . [ cita necesaria ]
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] La Unión Astronómica Internacional (IAU) presentó un plan global , también respaldado por la UNESCO , el organismo de las Naciones Unidas responsable de los asuntos educativos, científicos y culturales. El Año Internacional de la Astronomía 2009 pretendía ser una celebración mundial de la astronomía y sus contribuciones a la sociedad y la cultura, estimulando el interés mundial no sólo por la astronomía sino por la ciencia en general, con una inclinación particular hacia los jóvenes. [ cita necesaria ]
El planeta Galileo y el asteroide 697 Galilea reciben su nombre en su honor. [ cita necesaria ]
Galileo es mencionado varias veces en la sección "ópera" de la canción de Queen , " Bohemian Rhapsody ". [242] Aparece de manera destacada en la canción " Galileo " interpretada por Indigo Girls y "Galileo" de Amy Grant en su álbum Heart in Motion . [243]
Se han escrito obras de teatro del siglo XX sobre la vida de Galileo, incluida La vida de Galileo (1943) del dramaturgo alemán Bertolt Brecht , con una adaptación cinematográfica (1975), y Lámpara a medianoche (1947) de Barrie Stavis , [244] como así como la obra de 2008 "Galileo Galilei". [245]
Kim Stanley Robinson escribió una novela de ciencia ficción titulada El sueño de Galileo (2009), en la que Galileo es llevado al futuro para ayudar a resolver una crisis de la filosofía científica; la historia avanza y retrocede entre la época de Galileo y un hipotético futuro lejano y contiene una gran cantidad de información biográfica. [246]
Galileo Galilei fue seleccionado recientemente como motivo principal para una moneda de colección de alto valor: la moneda conmemorativa del Año Internacional de la Astronomía de 25 euros , acuñada en 2009. Esta moneda también conmemora el 400.º aniversario de la invención del telescopio de Galileo . El anverso muestra una parte de su retrato y su telescopio. Al fondo muestra uno de sus primeros dibujos de la superficie de la luna. En el anillo de plata están representados otros telescopios: el telescopio Isaac Newton , el observatorio de la abadía de Kremsmünster , un telescopio moderno, un radiotelescopio y un telescopio espacial . En 2009 también se lanzó el Galileoscopio . Este es un telescopio educativo de 2 pulgadas (51 mm) de bajo costo, producido en masa y con una calidad relativamente alta. [ cita necesaria ]
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 [247] y el manual impreso de 1606 Le Operazioni del Compasso Geométrico et Militare sobre el funcionamiento de un instrumento geométrico. y brújula militar. [248]
Sus primeros trabajos sobre dinámica, la ciencia del movimiento y la mecánica fueron su Pisan De Motu (Sobre el movimiento) de alrededor de 1590 y su Paduan Le Meccaniche (Mecánica) de alrededor de 1600 . El primero se basó en la dinámica de fluidos aristotélico-arquímedes y sostenía que la velocidad de caída gravitacional 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 suscribió la dinámica del ímpetu filoponano en la que el ímpetu se disipa por sí solo y la caída libre en el vacío tendría una velocidad terminal esencial según el peso específico después de un período inicial de aceleración. [ cita necesaria ]
El mensajero estrellado ( Sidereus Nuncius ) de Galileo de 1610 fue el primer tratado científico publicado basado en observaciones realizadas a través de un telescopio. Informó sus descubrimientos de:
Galileo publicó una descripción de las manchas solares en 1613 titulada Cartas sobre las manchas solares , sugiriendo que el Sol y los cielos son corruptibles. [249] The Letters on Sunspots también informó sobre sus observaciones telescópicas de 1610 del conjunto completo de fases de Venus, y su descubrimiento de los desconcertantes "apéndices" de Saturno y su posterior desaparición aún más desconcertante. En 1615, Galileo preparó un manuscrito conocido como " 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 teología al defender el copernicanismo como físicamente verdadero y consistente con las Escrituras. [250] En 1616, tras la orden de la Inquisición a Galileo de no mantener ni defender la posición copernicana, Galileo escribió el " Discurso sobre las mareas " ( Discorso sul flusso e il reflusso del mare ) basado en la tierra copernicana, en el forma de carta privada al cardenal Orsini . [251] 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. [252]
En 1623, Galileo publicó El ensayador —Il Saggiatore , que atacaba las teorías basadas en la autoridad de Aristóteles y promovía la experimentación y la formulación matemática de ideas científicas. El libro tuvo un gran éxito e incluso encontró apoyo entre los niveles más altos de la iglesia cristiana. [253] Tras el éxito de El ensayador , Galileo publicó el Diálogo sobre los dos principales sistemas mundiales ( Diálogo sopra i due massimi sistemi del mondo ) en 1632. A pesar de tener cuidado de cumplir con las instrucciones de la Inquisición de 1616, las afirmaciones del libro que favorecían La teoría copernicana y un modelo no geocéntrico del sistema solar llevaron a que Galileo fuera juzgado y prohibido su publicación. 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 necesaria ]
Las principales obras escritas de Galileo son las siguientes: [254]
En los últimos años de su vida, Galileo Galilei mantuvo una biblioteca de al menos 598 volúmenes (de los cuales 560 han sido identificados) en Villa Il Gioiello , en las afueras de Florencia. [256] Bajo las restricciones del arresto domiciliario, se le prohibió escribir o publicar sus ideas. Sin embargo, siguió recibiendo visitas hasta su muerte y fue a través de ellos como se abasteció de los últimos textos científicos del norte de Europa. [257]
Con su experiencia pasada, Galileo pudo haber temido que las autoridades confiscaran y quemaran su colección de libros y manuscritos, ya que no se hizo ninguna referencia a tales elementos en su último testamento. Sólo más tarde se produjo un inventario detallado 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. [257]
Vincenzo Viviani , su antiguo asistente y alumno , recopiló los libros, los documentos personales y los manuscritos inéditos de Galileo , 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 importante de la colección al Hospital de Santa Maria Nuova de Florencia, donde ya existía una extensa biblioteca. No se conoció el valor de las posesiones de Galileo y se distribuyeron copias duplicadas a otras bibliotecas, como la Biblioteca Comunale degli Intronati , la biblioteca pública de Siena. En un intento posterior de especializar los fondos de la biblioteca, se transfirieron volúmenes no relacionados con la medicina 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. [257]
Una pequeña parte de la colección de Viviani, incluidos los manuscritos de Galileo y los de sus pares Evangelista Torricelli y Benedetto Castelli , quedó en manos de su sobrino, el abad Jacopo Panzanini. Esta colección menor 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 relata en las memorias de Nelli: "Mi gran fortuna al obtener tan maravilloso tesoro a tan bajo precio se debió a la ignorancia de las personas que lo vendían, quienes no eran conscientes del valor de aquellos manuscritos..."
La biblioteca permaneció bajo el cuidado de Nelli hasta su muerte en 1793. Conociendo el valor de los manuscritos recopilados de 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 toda la colección. El archivo de manuscritos, libros impresos y documentos personales se depositó en la Biblioteca Palatina de Florencia, fusionándose la colección con la Biblioteca Magliabechiana en 1861. [257]
Duhem, P. (1911). "Historia de la Física". En Herbermann, Charles (ed.). Enciclopedia católica . Nueva York: Compañía Robert Appleton.
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