Το Galileo θεωρείται ένας από τους μεγαλύτερους αστρονόμους όλων των εποχών. Ωστόσο, το Galileo είναι επίσης γνωστό για τις πολλές επιστημονικές εφευρέσεις που έκανε κατά τη διάρκεια της ζωής του.
Αυτά περιελάμβαναν το διάσημο τηλεσκόπιο του, αλλά και μια σειρά συσκευών που θα είχαν βαθύ αντίκτυπο στην έρευνα, τη χρήση πυροβολικού, την ανάπτυξη ρολογιών και τη μετεωρολογία. Ο Γαλιλαίος δημιούργησε πολλά από αυτά για να κερδίσει επιπλέον χρήματα για να στηρίξει την οικογένειά του. Αλλά τελικά, θα βοηθούσαν να φτιάξουν τη φήμη του ως ο άνθρωπος που αμφισβήτησε αιώνες αξίας των παλαιότερων αντιλήψεων και έφερε επανάσταση στις επιστήμες.
Υδροστατική ισορροπία:
Εμπνευσμένο από την ιστορία του Αρχιμήδη και τη στιγμή του «Εύρηκα», ο Γαλιλαίος άρχισε να ψάχνει πώς οι κοσμηματοπώλες ζύγιζαν πολύτιμα μέταλλα στον αέρα και, στη συνέχεια, με μετατόπιση, για να προσδιορίσουν τη συγκεκριμένη βαρύτητά τους. Το 1586, σε ηλικία 22 ετών, θεωρούσε μια καλύτερη μέθοδο, την οποία περιέγραψε σε μια πραγματεία με τίτλο Λα Μπιλανκέττα (ή «Η μικρή ισορροπία»).
Σε αυτό το κομμάτι, περιέγραψε μια ακριβή ισορροπία για τη ζύγιση των πραγμάτων στον αέρα και το νερό, στο οποίο το τμήμα του βραχίονα στο οποίο κρέμεται το αντίθετο βάρος ήταν τυλιγμένο με μεταλλικό σύρμα. Το ποσό με το οποίο έπρεπε να μετακινηθεί το αντίβαρο κατά τη ζύγιση σε νερό θα μπορούσε τότε να προσδιοριστεί με μεγάλη ακρίβεια μετρώντας τον αριθμό των στροφών του σύρματος. Με αυτόν τον τρόπο, η αναλογία μετάλλων όπως ο χρυσός προς το ασήμι στο αντικείμενο θα μπορούσε να διαβαστεί απευθείας.
Αντλία Galileo:
Το 1592, ο Γαλιλαίος διορίστηκε καθηγητής μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο της Πάδοβας και έκανε συχνά ταξίδια στο Άρσεναλ - το εσωτερικό λιμάνι όπου εφοδιάστηκαν τα ενετικά πλοία. Το Άρσεναλ ήταν ένας τόπος πρακτικής εφεύρεσης και καινοτομίας για αιώνες και ο Γαλιλαίος χρησιμοποίησε την ευκαιρία να μελετήσει λεπτομερώς τις μηχανικές συσκευές.
Το 1593, ζητήθηκε η γνώμη του για την τοποθέτηση κουπιών σε μαγειρεία και υπέβαλε μια έκθεση στην οποία αντιμετώπισε το κουπί ως μοχλό και έκανε σωστά το νερό το υπομόχλιο. Ένα χρόνο αργότερα, η Βενετική Γερουσία του απένειμε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για μια συσκευή άντλησης νερού που βασίστηκε σε ένα μόνο άλογο για λειτουργία. Αυτό έγινε η βάση των σύγχρονων αντλιών.
Για ορισμένους, η αντλία Galileo ήταν απλώς μια βελτίωση στη βίδα Archimedes, η οποία αναπτύχθηκε για πρώτη φορά τον τρίτο αιώνα π.Χ.
Ρολόι εκκρεμούς:
Κατά τον 16ο αιώνα, η Αριστοτέλεια φυσική ήταν ακόμα ο κυρίαρχος τρόπος εξήγησης της συμπεριφοράς των σωμάτων κοντά στη Γη. Για παράδειγμα, πιστεύεται ότι τα βαριά σώματα αναζήτησαν τη φυσική τους θέση ή ξεκούραση - δηλαδή στο κέντρο των πραγμάτων. Ως αποτέλεσμα, δεν υπήρχαν μέσα για να εξηγηθεί η συμπεριφορά των εκκρεμών, όπου ένα βαρύ σώμα που κρέμεται από ένα σχοινί θα ταλαντευόταν μπρος-πίσω και δεν θα ζητούσε ανάπαυση στη μέση.
Ήδη, ο Γαλιλαίος είχε πραγματοποιήσει πειράματα που έδειξαν ότι τα βαρύτερα σώματα δεν έπεσαν γρηγορότερα από τα ελαφρύτερα - μια άλλη πεποίθηση σύμφωνα με την Αριστοτελική θεωρία. Επιπλέον, απέδειξε επίσης ότι αντικείμενα που ρίχνονται στον αέρα ταξιδεύουν σε παραβολικά τόξα. Με βάση αυτό και τη γοητεία του με την εμπρός και πίσω κίνηση ενός αιωρούμενου βάρους, άρχισε να ερευνά εκκρεμές το 1588.
Το 1602, εξήγησε τις παρατηρήσεις του σε μια επιστολή σε έναν φίλο του, στην οποία περιέγραψε την αρχή του ισοχρονισμού. Σύμφωνα με τον Galileo, αυτή η αρχή ισχυρίστηκε ότι ο χρόνος που απαιτείται για την ταλάντευση του εκκρεμούς δεν συνδέεται με το τόξο του εκκρεμούς, αλλά μάλλον το μήκος του εκκρεμούς. Συγκρίνοντας δύο εκκρεμές παρόμοιου μήκους, ο Γαλιλαίος απέδειξε ότι θα ταλαντεύονταν με την ίδια ταχύτητα, παρά το ότι τραβήχτηκαν σε διαφορετικά μήκη.
Σύμφωνα με τον Vincenzo Vivian, έναν από τους συγχρόνους του Galileo, ήταν το 1641, ενώ ήταν υπό κατ 'οίκον περιορισμό, ο Galileo δημιούργησε ένα σχέδιο για ένα ρολόι εκκρεμών. Δυστυχώς, όταν ήταν τυφλός, δεν μπόρεσε να το ολοκληρώσει πριν από το θάνατό του το 1642. Ως αποτέλεσμα, η έκδοση του Christiaan Huygens ΟρολογίαΤαλαντωτικότο 1657 αναγνωρίζεται ως η πρώτη καταγεγραμμένη πρόταση για ένα ρολόι εκκρεμών.
Ο τομέας:
Το πυροβόλο, το οποίο εισήχθη για πρώτη φορά στην Ευρώπη το 1325, είχε γίνει βασικός πόλεμος μέχρι την εποχή του Galileo. Έχοντας γίνει πιο εξελιγμένος και κινητός, οι πυροβολιστές χρειάστηκαν όργανα για να τους βοηθήσουν να συντονίσουν και να υπολογίσουν τη φωτιά τους. Ως εκ τούτου, μεταξύ 1595 και 1598, ο Γαλιλαίος επινόησε και βελτίωσε μια γεωμετρική και στρατιωτική πυξίδα για χρήση από πυροβολιστές και επιθεωρητές.
Οι υπάρχουσες πυξίδες του οπλισμού βασίστηκαν σε δύο βραχίονες σε ορθή γωνία και σε κυκλική κλίμακα με υδραυλική γραμμή για τον προσδιορισμό των υψομέτρων. Εν τω μεταξύ, οι μαθηματικές πυξίδες, ή διαιρέτες, που αναπτύχθηκαν κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου σχεδιάστηκαν με διάφορες χρήσιμες κλίμακες στα πόδια τους. Το Galileo συνδύασε τις χρήσεις και των δύο οργάνων, σχεδιάζοντας μια πυξίδα ή έναν τομέα που είχε πολλές χρήσιμες κλίμακες χαραγμένες στα πόδια της που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για διάφορους σκοπούς.
Εκτός από την προσφορά ενός νέου και ασφαλέστερου τρόπου για τους ανυψωτές να ανυψώσουν τα κανόνια τους με ακρίβεια, προσέφερε επίσης έναν γρηγορότερο τρόπο υπολογισμού της ποσότητας της πυρίτιδας που απαιτείται με βάση το μέγεθος και το υλικό της κανόνι. Ως γεωμετρικό όργανο, επέτρεψε την κατασκευή οποιουδήποτε κανονικού πολυγώνου, τον υπολογισμό της περιοχής οποιουδήποτε πολυγώνου ή κυκλικού τομέα και μια ποικιλία άλλων υπολογισμών.
Θερμόμετρο Galileo:
Κατά τα τέλη του 16ου αιώνα, δεν υπήρχαν πρακτικά μέσα για τους επιστήμονες για τη μέτρηση της θερμότητας και της θερμοκρασίας. Οι προσπάθειες διόρθωσης αυτής της βενετσιάνικης νοημοσύνης οδήγησαν στο θερμοσκόπιο, ένα όργανο που βασίστηκε στην ιδέα της διαστολής του αέρα λόγω της παρουσίας θερμότητας.
Σε περίπου 1593, ο Γαλιλαίος δημιούργησε τη δική του έκδοση ενός θερμοσκοπίου που βασίστηκε στην επέκταση και τη συστολή του αέρα σε έναν λαμπτήρα για να μεταφέρει το νερό σε έναν συνδεδεμένο σωλήνα. Με την πάροδο του χρόνου, αυτός και οι συνάδελφοί του εργάστηκαν για να αναπτύξουν μια αριθμητική κλίμακα που θα μετρήσει τη θερμότητα με βάση την επέκταση του νερού μέσα στο σωλήνα.
Και ενώ θα χρειαζόταν έναν ακόμη αιώνα πριν οι επιστήμονες - όπως ο Daniel G. Fahrenheit και ο Anders Celsius - άρχισαν να αναπτύσσουν καθολικές κλίμακες θερμοκρασίας που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε ένα τέτοιο όργανο, το θερμοσκόπιο του Galileo ήταν μια σημαντική ανακάλυψη. Εκτός από τη δυνατότητα μέτρησης της θερμότητας στον αέρα, παρείχε επίσης ποσοτικές μετεωρολογικές πληροφορίες για πρώτη φορά.
Τηλεσκόπιο Galileo:
Ενώ ο Γαλιλαίος δεν εφευρέθηκε το τηλεσκόπιο, τα βελτίωσε πολύ. Κατά τη διάρκεια πολλών μηνών κατά τη διάρκεια του 1609, αποκάλυψε πολλά σχέδια τηλεσκοπίων που θα γίνονταν συλλογικά γνωστά ως τηλεσκόπια Galilean. Το πρώτο, το οποίο δημιούργησε μεταξύ Ιουνίου και Ιουλίου του 1609, ήταν ένα τρίκλινο γυαλί, το οποίο αντικατέστησε τον Αύγουστο με ένα οκτακίνητο όργανο που παρουσίασε στη Βενετική Γερουσία.
Τον επόμενο Οκτώβριο ή Νοέμβριο, κατάφερε να το βελτιώσει με τη δημιουργία ενός τηλεσκοπίου είκοσι ισχύος - το ίδιο τηλεσκόπιο που χρησιμοποιούσε για να παρατηρήσει τη Σελήνη, να ανακαλύψει τους τέσσερις δορυφόρους του Δία (στη συνέχεια γνωστοί ως φεγγάρια της Γαλιλαίας), διακρίνει φάσεις της Αφροδίτης και επιλύστε τα νεφελώδη μπαλώματα σε αστέρια.
Αυτές οι ανακαλύψεις βοήθησαν τον Γαλιλαίο να προωθήσει το Κοπέρνικο Μοντέλο, το οποίο ουσιαστικά δήλωσε ότι ο Ήλιος (και όχι η Γη) ήταν το κέντρο του σύμπαντος (γνωστός και ως ηλιοκεντρισμός). Θα συνέχιζε να βελτιώνει περαιτέρω τα σχέδιά του, δημιουργώντας τελικά ένα τηλεσκόπιο που θα μπορούσε να μεγεθύνει τα αντικείμενα με συντελεστή 30.
Αν και αυτά τα τηλεσκόπια ήταν ταπεινά από τα σύγχρονα πρότυπα, ήταν μια τεράστια βελτίωση σε σχέση με τα μοντέλα που υπήρχαν κατά την εποχή του Galileo. Το γεγονός ότι κατάφερε να τα κατασκευάσει όλα είναι ένας ακόμη λόγος για τον οποίο θεωρούνται οι πιο εντυπωσιακές εφευρέσεις του.
Λόγω των οργάνων που δημιούργησε και των ανακαλύψεων που βοήθησαν να κάνουν, ο Γαλιλαίος ορθώς αναγνωρίζεται ως μία από τις σημαντικότερες μορφές της Επιστημονικής Επανάστασης. Οι πολλές θεωρητικές συνεισφορές του στους τομείς των μαθηματικών, της μηχανικής και της φυσικής αμφισβήτησαν επίσης τις θεωρίες του Αριστοτέλη που ήταν αποδεκτές για αιώνες.
Εν ολίγοις, ήταν ένας από τους λίγους ανθρώπους που - μέσω της ακούραστης επιδίωξης της επιστημονικής αλήθειας - άλλαξαν για πάντα την κατανόησή μας για το σύμπαν και τους θεμελιώδεις νόμους που το διέπουν.
Το Space Magazine έχει άρθρα σχετικά με το τηλεσκόπιο του Γαλιλαίου και οι επιστήμονες θέλουν να εκπνέουν το σώμα του Γαλιλαίου.
Για περισσότερες πληροφορίες, δείτε το έργο Galileo και το Galileo το τηλεσκόπιο και τους νόμους της δυναμικής.
Το Astronomy Cast έχει ένα επεισόδιο για την επιλογή και τη χρήση ενός τηλεσκοπίου και πώς να φτιάξετε το δικό σας.
Πηγή: NASA
