Что открыл галилей в астрономии
Галилео Галилей
 |
Прошло около десяти лет после героической смерти Бруно, и в 1610 г. по всему миру разнеслась весть о поразительных астрономических открытиях итальянского ученого Галилео Галилея.
Имя Галилея и до этого было известно ученым. Галилей прославился своими открытиями в физике и механике, но он с юных лет интересовался также астрономией и был убежденным сторонником учения Коперника.
Коперник, Бруно и их современники могли увидеть на небе только то, что доступно невооруженному глазу. Галилей был первым ученым, начавшим наблюдения неба при помощи построенных им зрительных труб.
Какими крохотными были эти трубы Галилея по сравнению с современными мощными телескопами, увеличивающими изображение в тысячи раз! Первая труба, с которой Галилей начал свои наблюдения, увеличивала только в три раза. Позднее ему удалось построить трубу с увеличением в тридцать два раза. Но какими волнующими, буквально потрясавшими современников были открытия, сделанные Галилеем при помощи этих самодельных инструментов!
Каждое из этих открытий было наглядным подтверждением учения гениального Николая Коперника. Наблюдая Луну, Галилей убедился, что на ней есть горы, равнины и глубокие впадины. А это означало, что лунная поверхность по своему устройству похожа на земную.
Галилей открыл четыре спутника Юпитера, обращающиеся вокруг этой планеты. Это открытие неопровержимо доказало, что не только Земля может быть центром обращения небесных светил.
Наблюдая солнечные пятна, Галилей обнаружил, что они перемещаются по солнечной поверхности, и сделал вывод, что Солнце вращается вокруг своей оси. После этого легки было допустить, что вращение вокруг оси свойственно всем небесным телам, а не только Земле.
Но это было еще не все. Наблюдая звездное небо, Галилей убедился, что число звезд гораздо больше, чем может видеть невооруженный глаз.
Эти открытия Галилея были встречены восторженным удивлением современников. Вслед за Галилеем астрономы в разных странах начали наблюдать небо в астрономические трубы и полностью подтвердили открытия Галилея. Таким образом, для всех передовых людей становилось ясно, что правы Коперник и Бруно, что мнение о какой-то исключительной роли Земли в мироздании не выдерживает никакой критики.
Передовая наука, подтвердившая правоту Коперника, была страшна для церкви. Злоба римских церковников обрушилась на всех последователей Коперника, и в первую очередь на Галилея. Специальным указом римского папы книга Коперника была изъята, а пропаганда его учения запрещена. Но Галилей не только не подчинился этому запрещению, а, наоборот, продолжал разрабатывать учение Коперника.
Много лет Галилей работал над большим трудом «Диалог о двух главнейших системах мира, Птолемеевой и Коперниковой». В этой книге, которую с огромными трудностями ему удалось издать в 1632 г., он, обобщая свои открытия, убедительно показывал безусловную правильность учения Коперника и полную несостоятельность системы Птолемея. Изданием этой книги Галилей как бы заявлял всему миру, что ему не страшны угрозы церкви, что он полон решимости до конца бороться за торжество науки против суеверия и предрассудков.
В ответ на появление этой книги римская церковь привлекла Галилея к суду инквизиции. В расправе над великим ученым «святые отцы» церкви видели единственный путь для спасения своего авторитета, разрушаемого успехами науки.
Трудно представить себе что-либо более позорное, чем судилище, перед которым пришлось предстать Галилею. Его силой заставили отречься от учения, что Земля вращается.
Галилео Галилей – основатель точного естествознания
Имя выдающегося итальянского учёного Галилео Галилея (Galileo Galilei) хорошо известно даже людям, далёким от физики, математики и астрономии. Его фундаментальные труды и изобретения оказали значительное влияние на развитие научной мысли XVI – XVII веков и последующих эпох.
Биография
Галилео Галилей был убеждённым рационалистом, считавшим, что все явления и законы природы имеют свои объяснения и подвластны человеческому разуму. Он прошёл яркий, интересный и во многом непростой жизненный путь, оставив глубокий след не только в итальянской, но и мировой истории.
Семья и происхождение
Родным городом Галилео Галилея была Пиза (Pisa). Будущий учёный появился на свет в 1564 году, в семье обедневшего дворянина, музыканта и композитора Винченцо Галилея (Vincenzo Galilei), в высшей степени просвещённого и образованного человека, вынужденного из-за плачевного материального состояния заниматься мелкой торговлей.
Мать Галилео, Джулиа Амманнати (Giulia Ammannati), также принадлежала к знатному роду, отличалась тяжёлым, своенравным характером, посвятила свою жизнь воспитанию детей и ведению домашнего хозяйства. Известно, что среди потомков аристократического рода (по линии отца) были учёные и врачи, а упоминания о некоторых из них, занимавших важные государственные должности во Флорентийской республике (Repubblica fiorentina), встречаются в документах, относящихся ещё к XIV веку.
Галилео был старшим из шести детей (двое умерли в младенческом возрасте). Когда ему исполнилось примерно 11 лет в поисках лучшей жизни семейство переехало во Флоренцию (Firenze), являвшуюся в тот период центром культуры, науки и искусства всей Европы.
Начальное образование
Юный Галилео рос всесторонне одарёнными ребёнком, проявлявшим талант к музыке и изобразительному искусству. Любовь к творчеству он сумел пронести на протяжении всей своей жизни, достигнув немалых успехов в этой области.
Начальное образование было получено в школе аббатства Валломброза (Abbazia di Vallombrosa), расположенной в небольшой коммуне Реджелло (Reggello), в провинции Флоренции. Галилео был прилежным учеником: в стенах монастыря он с одинаковым рвением и усердием штудировал богословие, древние языки, поэзию и риторику, сочинял стихи, отличавшиеся особым талантом и выразительностью. Жизнь в обители пришлась по душе юноше, он стал послушником, и грезил о принятии священнического сана.
Студенческие годы
Идея Галилео посвятить себя служению Богу была категорически отвергнута отцом, и в 1581 году по настоянию родителя, мечтавшего о более доходном занятии для своего отпрыска, он поступил в Пизанский университет (Universita di Pisa), на медицинский факультет.
Параллельно с основным курсом юный студент увлечённо изучал математику, геометрию, физику и астрономию. Молодой человек с головой погружался в теорию и непрестанно ставил научные эксперименты. Очень быстро он определился с делом всей своей жизни, и перешёл с медицинского факультета на математический. Ещё в студенческие годы Галилео открыл для себя гелиоцентрическую теорию Коперника, став её рьяным приверженцем.
В университете он снискал славу не только стремящегося к знаниям молодого человека, но и заядлого спорщика, не знавшего искусства дипломатии, а также имевшего всегда своё мнение, и не считавшего необходимым его скрывать. Из-за финансовых трудностей семьи обучение не удалось завершить в полном объёме, окончив лишь три курса. Несдержанность и своенравный характер юноши (унаследованный, скорее всего, от матери) сыграли с ним злую шутку. Несмотря на одарённость студента, преподавательский состав отказал в возможности продолжать учёбу бесплатно. Не получив степени профессора, Галилей вернулся во Флоренцию.
Покровительство Гвидобальдо дель Монте
К счастью, талант юноши к техническим наукам и незаурядные изобретательские способности были замечены Гвидобальдо дель Монте (Guidobaldo del Monte) – известным математиком, теоретиком механики, астрономом и философом, пользовавшимся уважением и почётом современников.
Роль этого человека, имевшего большие деньги и положение в обществе, оказалась чрезвычайно значимой в судьбе Галилео. Гвидобальдо дель Монте стал покровителем молодого учёного, он приложил все усилия, чтобы представить юное дарование великому герцогу Тосканскому, Фердинандо I Медичи (Ferdinando de’ Medici), и выхлопотал для него оплачиваемую должность профессора математики.
Так, уже в 1589 году, в 25-летнем возрасте, Галилео вернулся в стены альма-матер, и занялся преподавательской деятельностью. В Пизанском университете он читал лекции по механике и математике, ставил эксперименты, вёл непрестанную исследовательскую работу, писал трактаты. К сожалению, увлечённость техническими науками не приносила Галилео больших денег, ведь получаемое им скромное жалование в десятки раз отличалось от доходов профессора медицины.
Примечательно, что материальные трудности преследовали учёного на протяжении всей его жизни. В 1591 году умер глава семьи, и обязанности по содержанию матери и двоих сестёр легли на плечи Галилео.
Работа в Падуанском университете
В 1592 году Галилео, уже заработавший определённый авторитет в научных кругах, и имевший среди современников славу выдающегося теоретика и изобретателя, переехал в Падую (Padova), крупный город Венецианской республики (Serenissima Repubblica di Venezia). Там в течение 8 лет он преподавал математику, механику и астрономию. Галилео возглавлял кафедру в Падуанском университете (Universita degli Studi di Padova), считавшимся старейшим и лучшим образовательным центром Европы, и это был самый плодотворный период его научной деятельности.
Личная жизнь учёного
Главной и единственной настоящей страстью учёного была наука, хотя биографам доподлинно известно об истории любви Галилео к женщине, подарившей ему двух дочерей и сына. Уроженка Венеции, Марина Гамба (Marina di Andrea Gamba), принадлежала к небогатому роду, и имела более низкий социальный статус. Официальный церковный брак с ней так и не был заключён, даже несмотря на наличие троих общих детей. Известно также что пара жила вместе в период, когда Галилео работал в Падуе.
Уезжая из города, профессор забрал дочерей, а спустя ещё некоторое время и своего младшего отпрыска. Официально учёный признал лишь сына (отцовство было подтверждено им в 1619 году), дочери числились незаконнорождёнными, и провели жизнь в монастыре при церкви святого Матфея в Арчетри (Chiesa di San Matteo in Arcetri), небольшом посёлке недалеко от Флоренции. Появившись на свет вне брака, они не имели в те времена ни малейших шансов на счастливое замужество. Связь с детьми Галилео сохранил на протяжении всей жизни.
Жизнь и работа во Флоренции, отношения с католической церковью
Слава не избавила Галилео от непрестанной нужды в деньгах. В 1610 году, в надежде поправить своё материальное состояние, учёный с радостью принял приглашение переехать во Флоренцию, там он прожил до 1632 года. Высокооплачиваемая работа в качестве советника и учителя при дворе герцога Тосканского Козимо II Медичи (Cosimo II de’ Medici) сулила избавление от накопившихся долгов. При этом за ним формально осталась должность профессора Пизанского университета, не требующая обременительных обязанностей чтения лекций.
Будучи «первым математиком и философом» при дворе герцога, Галилео активно продолжал свои астрономические изыскания. Он широко пропагандировал гелиоцентрическую систему мира, собирал научные доказательства, вызывая тем самым раздражение и недовольство среди многих представителей церкви и последователей учений, выдвинутых Аристотелем и Птолемеем. К этому периоду Галилео, жаждавшему постигнуть тайны небесных тел, уже удалось сделать ряд революционных открытий, в число которых входили:
В 1611 году учёный приехал в Рим, на приём к Папе Павлу V, с тем чтобы доказать главе католической церкви необходимость следовать в ногу с научной мыслю. Он демонстрировал изготовленный им телескоп, объяснял суть своих открытий и был в целом встречен с теплотой и благосклонностью. Примечательно, что несмотря на последующие конфликты с церковью, Галилео всегда считал себя «добрым католиком».
Обвинения в ереси
С 1611 года произошёл ряд событий, существенно повлиявших на дальнейшую судьбу Галилео. Сначала, воодушевлённый добрым к себе расположением высшего духовенства, он написал (а позже опрометчиво опубликовал) письмо своему ученику и другу Бенедетто Кастелли (Benedetto Castelli), в котором открыто заявил о том, что Священное Писание хорошо лишь для веры и покаяния, и не может служить науке авторитетным источником знаний об объектах и явлениях природы.
Потом, в 1613 году вышла в свет книга Галилео «О солнечных пятнах», суть которой заключалась в признании правоты теорий Коперника. В результате по прошествии двух лет инквизиторами было открыто первое дело против учёного. Суд над Галилео состоялся в Риме, 1616 году, в этот же период церковь официально признала гелиоцентризм опасной ересью, и хотя учёный был оправдан, при вынесении вердикта его обязали отказаться от открытой поддержки модели мира Коперника и попирания архаичных авторитетов.
В 1633 году состоялся второй судебный процесс над учёным. Поводом к повторным преследованиям инквизиции послужила публикация очередного трактата Галилео «Диалог о двух системах мира», написанного на итальянском языке для доступности широкому кругу читателей.
После первого же допроса Галилео заключили под стражу, он провёл в заточении 18 дней. Многие биографы склонны предполагать, что учёного даже подвергали жестоким пыткам. Он был признан виновным в ереси, и приговорён к пожизненному заключению (изменённому позже на домашний арест), инквизиторы также потребовали от Галилео отречься от всех своих убеждений (что он и сделал) и запретили публиковать любые теоретические и исследовательские работы.
Легендарная фраза, «Eppur si muove» («И всё-таки она вертится»), приписываемая учёному, на самом деле никогда ему не принадлежала, и является не более чем художественным вымыслом.
Последние годы жизни, кончина и посмертная реабилитация
Учёный тяжело болел в старости, а в 1637 году Галилео и вовсе лишился зрения. Он не мог публиковать свои труды, но не переставал заниматься наукой даже несмотря на ухудшившееся состояние здоровья. Инквизиторы постоянно следили за пленником до конца его дней, затрудняя общение с друзьями и учениками.
Остаток жизненного пути он провёл в небольшой вилле, расположенной в Арчетри (Arcetri), пригороде Флоренции, недалеко от монастыря, где служили его дочери. Здание сохранилось и до наших дней и является сейчас домом-музеем Галилея (Villa Il Gioiello), находящимся с 1942 года в собственности факультета астрономии Флорентийского университета (Universita degli Studi di Firenze, UNIFI).
В 1642 году великий учёный скончался в возрасте 78 лет, в окружении своих последователей и сына. Церковь запретила погребение еретика в фамильном склепе и возведение ему памятников. Последний представитель знаменитого рода, внук Галилео, принял монашеский постриг, и сжёг ценные рукописи своего деда. В 1737 году останки учёного были перезахоронены в базилике Санта-Кроче (Basilica di Santa Croce) во Флоренции.
Гробница украшена мраморной фигурой Галилео и аллегорическими статуями в стиле позднего барокко, олицетворяющими Геометрию и Астрономию. Работу над декорированием саркофага выполнил итальянский скульптор Джованни Баттиста Фоджини (Giovanni Battista Foggini).
Лишь во второй половине XX века католическая церковь оправдала Галилео, сняв с него все обвинения, в 1992 году по результатам работы специальной комиссии Римский Папа Иоанн Павел II официально признал ошибку инквизиции.
Открытия учёного
Галилео по праву считают основоположником точного естествознания. Его пытливый ум позволил открыть и сформулировать законы природы, на которых базируется физика как науку в целом и механика в частности, в сегодняшнем их понимании. Галилео ввёл новые методы исследования, основанные не на эфемерных рассуждениях и ссылках на авторитетные догмы, а на наблюдениях, опытах, и математическом анализе. В число открытий, кардинально изменивших научное мировоззрение, входят:
Учёный внёс также существенный вклад в развитие математической теории вероятности и множеств. Он проводил исследования природы света, измерял плотность воздуха, занимался вопросами физической оптики. К главным изобретения Галилео, повлиявшим на многие сферы жизни человечества, относятся:
Галилео занимался изобретательством с ранних лет и до глубокой старости, он постоянно придумывал новые приборы и приспособления.
Создание телескопа
Создание телескопа считается одним из главных и значимых изобретений Галилео, ведь устройство дало мощный толчок к познанию солнечной системы.
Первый экземпляр был представлен широкой общественности в 1609 году. За основу изобретения учёный, занимавшийся ранее совершенствованием технологии шлифовки оптических линз, взял «зрительную трубу», придуманную Иоганном (Хансом) Липперсгейем, очковым мастером из Мидделбурга (Нидерланды).
Галилей усовершенствовал голландское оптическое устройство и подарил ему нынешнее название, переводящееся дословно с древнегреческого языка «далеко смотрю». Итальянскому профессору удалось, в отличие от его предшественника, добиться тридцати кратного увеличения изображения.
С помощью своего прибора он создал подробные зарисовки лунной поверхности, обнаружил пятна на Солнце, изучил природу Млечного пути, сделал предположение о существовании иных галактик и совершил ряд других революционных открытий, описанных в трактате «Звёздный вестник», изданном в 1610 году. Книга стала настоящей сенсацией в Европе, слава о ней дошла даже до Китая. Примечательно, что Галилей создал за свою жизнь около сотни телескопов, он дарил экземпляры изобретения представителям высшего духовенства и монаршим особам, пытался даже наладить промышленное производство, но не желал делиться секретом линз с коллегами астрономами.
Тот, кто вооружил астрономию. К 450-летию со дня рождения Галилео Галилея
Галилей был также музыкантом, художником, теоретиком искусства. Его произведения, написанные на высоком художественном уровне, способствовали утверждению итальянского литературного языка.
Для астрономии Галилео Галилей сделал больше. Именно он со своим инженерным талантом совершил настоящий научный прорыв для астрономов, что все еще наблюдали небо «невооруженным глазом». Открыв новые горизонты исследований, он, тем самым, ввел революционные изменения методов астрономических исследований и дал толчок к созданию новых и более совершенных телескопов.
А первый телескоп 1609 г. имел лишь 3-кратное увеличение. Не останавливаясь и экспериментируя, Галилео Галилей довел свою конструкцию к увеличению в 32 раза. То, что увидел Галилей на небе в это новейшее по тем временам устройство, поразило и его, и весь мир, перевернув многие представления о мироздании. Даже коронованные особы начали заказывать себе телескопы и смотреть на небо.
Увиденные в телескоп солнечные пятна и их перемещение по диску Солнца позволили Галилею оценить период и положение оси вращения Солнца.
К сожалению, от оригинала первого телескопа Галилея сохранилась лишь одна линза, переданная астрономом своему покровителю герцогу Козимо ІІ Медичи. Последователям Галилея удалось провести измерения коэффициента преломления и формы линзы и состав стекла. Сейчас работает проект, по которому на воссозданном по образцу телескопе группа ученых из флорентийской обсерватории Арчетри наблюдает те же объекты, что и Галилей. Целью проекта является возможность всем желающим «посмотреть на мир глазами Галилея». Известно, что последние годы жизни Галилей провел в полной темноте, потеряв зрение. Специалисты планируют провести анализ ДНК для диагностики заболевания Галилея и воспроизвести полные условия наблюдений.
Галилео Галилей был настоящим мастером, в том числе и слова. Он писал: «Каким бы ни был ход нашей жизни, мы должны получить его как высший подарок от руки Божией, которая в равной мере обладает возможностью ничего не делать для нас. И даже несчастье мы всегда должны воспринимать не только смиренно, но и с глубокой благодарностью провидению, которое с помощью таких средств отделяет нас от чрезмерной любви к земным вещам и преподносит наш ум к небесному и божественному «.
Лилия Казанцева, н.сотр. АО КНУ, заведующий Астрономического музея
Он показал миру космос
«Требовалась исключительная сила духа, чтобы извлечь законы природы из конкретных явлений, которые всегда были у всех перед глазами, но объяснение которых тем не менее ускользало от пытливого взгляда философов»
Жозеф Луи Лагранж о Галилео Галилее
15 февраля 1564 года в Италии родился Галилео Галилей — родоначальник экспериментальной физики, астроном, философ и математик, пропагандист «коперниковой» системы мироустройства, согласно которой Земля и планеты движутся вокруг Солнца. В 1608 году телескоп (как зрительная труба) был изобретен голландским очковым мастером Иоганном Липперсгейем. Но именно Галилео Галилей первым направил телескоп, созданный им собственноручно, в небо для астрономических наблюдений. И то, что он увидел, оказалось невероятным.
«Взглянув на планету Юпитер, Галилей обнаружил несколько обращающихся вокруг него небольших спутников. Отсюда следовало, что не все небесные тела обращаются вокруг Земли, как считали Аристотель и Птолемей. Примерно в то же время Кеплер уточнил теорию Коперника, предположив, что планеты двигаются не по круговым орбитам, а по эллипсам, благодаря чему удалось добиться согласия предсказания теории с наблюдениями. Всё это окончательно добило систему мира Птолемея» Стивен Хокинг, Леонард Млодинов «Кратчайшая история времени»
Современные представления о движении тел восходят к Галилею и Ньютону. Примечательно, что Исаак Ньютон родился в год смерти Галилея (1643 год по новому стилю). Кстати, не исключено, что сделать главное научное открытие — закон всемирного тяготения — Ньютону тоже помогло наблюдение за ночным небом.
«Ходит легенда, что Исааку Ньютону на голову упало яблоко, но достоверно неизвестно, правда это или нет, зато мы точно знаем, что Ньютон наблюдал огромную яркую комету в 17 веке. В дальнейшем она получила название кометы Галилея. Ньютон заметил, что этот объект приближается к Солнцу, а потом он увидел, что какая-то комета улетает от Солнца. Ученый понял, что это та же самая комета, что она притянута небесным светилом и обращается вокруг него. Таким образом Ньютон предположил, что в космосе действуют те же силы гравитации, что и на Земле. Отсюда и вышел закон всемирного тяготения», — считает аспирант Института астрономии РАН, координатор AsteroidDay по России Екатерина Ефремова.
Галилей, как первооткрыватель астрономии, показал своим примером, что у людей есть шанс понять окружающий мир, что мир за пределами Земли наблюдаем.
«Оставаясь преданным католиком, Галилей не поколебался в своей вере в независимость науки. За четыре года до смерти, находясь всё ещё под домашним арестом, он тайно переправил в голландское издательство рукопись своей второй крупной книги «Две новые науки». Именно эта работа, в большей степени, чем его поддержка Коперника, дала рождение современной науке» Стивен Хокинг, «Краткая история времени»
В число спутников Юпитера, которые первым в мире наблюдал в 1609-1610 годах Галилей, входят Ганимед, Каллисто, Ио, Европа. Горы на Луне — это также открытие Галилея. Ученый был очень плодовит на идеи: именно он положил начало динамике, установил закон инерции и закон движения тела по наклонной плоскости, открыл закон сложения движений, закон постоянного периода колебаний маятника. Будучи профессором математики, занимался теорией вероятности, но сильнее всего ученого привлекала геометрия:
«Что мы с вами скажем на это. Не должны ли мы признать, что геометрия является самым могущественным средством для изощрения наших умственных способностей и дает нам возможность правильно мыслить и рассуждать? Не прав ли был Платон, требуя от своих учеников прежде всего основательного знакомства с математикой?»
«Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых наук» (1638), Галилео Галилей.
Галилей писал, что «попытка трактовать естественные проблемы без геометрии есть попытка сделать невозможное».
Низкий каменный свод… Крючья… Цепи… Тиски…
От жаровни с углями свеченье…
Раскаленным железом скрутило виски.
Отречения… Ждут отреченья…
Сергей Данилов, из песни “Второе отречение Галилео Галилея”
Взгляды, изложенные астрономом в книге «Диалог о двух главнейших системах мира», послужили основанием для его привлечения к суду по подозрению в ереси. Инкивизиционный процесс над 69-летним ученым состоялся в 1633 году. Но ни низких каменных сводов, ни жаровни с углями, ни страшных издевательств там не было. 22 июня 1633 года в базилике Святой Марии над Минервой в Риме в присутствии всех членов суда Галилео Галилей на коленях отрекся от своего учения. По словам математика Давида Гильберта, это было разумное решение. Только идиоты верят, что наука требует жертв, говорил он. Суд на Галилеем длился два месяца. Остаток своей жизни ученый провел под домашним арестом и под постоянным надзором инквизиции.
«Я думаю, что авторитет Священного Писания служит тому, чтобы убедить людей в тех истинах и положениях, которые необходимы для спасения их души; а так как эти истины превосходят границы человеческого понимания, то никакая наука или же иные средства, кроме глаголящих уст самого Святого Духа, не могут заставить в них уверовать. Но я не считаю столь уж необходимым верить в то, что сам Бог, который дал нам чувства, понимание и разум, хотел, чтобы мы искали научные истины только в тексте Писания, а не с помощью самой науки; к тому же в тексте его об этого рода истинах говорится слишком мало и отрывочно». Из писем Галилео Галилея.
Материал подготовлен на основе информации из открытых источников.