Η πρώτη ρεαλιστική απεικόνιση της Σελήνης

Τα έξι σχέδια ακουαρέλας της Σελήνης στις διάφορες φάσεις της. 

Πότε και πως δημιουργήθηκαν;

Το Νοέμβριο του 1609, ο Γαλιλαίος παρατηρούσε τη σελήνη μέσω του τηλεσκοπίου του. Και ενώ δεν ήταν ο πρώτος άνθρωπος που παρατηρούσε τη σελήνη με τηλεσκόπιο (είχε προηγηθεί ο Άγγλος μαθηματικός Thomas Harriot), ήταν ο πρώτος που παρατήρησε την ανώμαλη επιφάνειά της με τα σεληνιακά βουνά και τους κρατήρες. 

Η παρατήρηση αυτή κατέρριψε  την επικρατούσα Αριστοτελική αντίληψη  ότι τα ουράνια σώματα είναι τέλειες άφθαρτες σφαίρες.

Τα σχέδια και οι παρατηρήσεις του Γαλιλαίου για τη Σελήνη δημοσιεύτηκαν  στο βιβλίο του "Sidereus Nuncius" (Αστρικός Αγγελιοφόρος) που γράφτηκε στα λατινικά και εκδόθηκε στη Βενετία το Μάρτιο του 1910. 

Ο ίδιος ο Γαλιλαίος γράφει: "Η επιφάνεια της Σελήνης δεν είναι απόλυτα λεία, απαλλαγμένη από ανισότητες και ακριβώς σφαιρική*  αντίθετα, είναι άνιση, γεμάτη κοιλότητες και προεξοχές, όπως ακριβώς και η ίδια η επιφάνεια της Γης, η οποία ποικίλλει παντού από ψηλά βουνά και βαθιές κοιλάδες ... "

Πηγές εικόνων:

https://brunelleschi.imss.fi.it/galileopalazzostrozzi/object/GalileoGalileiDrawingsOfTheMoon.html

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Galileo_Galilei_-_Sidereus_Nuncius_-_Venice,_1610.jpg

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Houghton_IC6.G1333.610s_-_Sidereus_nuncius_10.jpg

Στο φως η πρώτη «αιρετική» επιστολή του Γαλιλαίου

Το γράμμα βρισκόταν στην κατοχή της Βασιλικής Εταιρείας επί τουλάχιστον 250 χρόνια, αλλά είχε περάσει απαρατήρητο από τους ιστορικούς.

Ανακαλύφθηκε καταχωνιασμένο στα αρχεία της Βασιλικής Εταιρείας επιστημών της Βρετανίας το -θεωρούμενο χαμένο- πρωτότυπο γράμμα με το οποίο ο Γαλιλαίος για πρώτη φορά παρέθετε σε έναν Ιταλό φίλο του τα «αιρετικά» ηλιοκεντρικά επιχειρήματά του ενάντια στο δόγμα της Εκκλησίας ότι ο Ήλιος γυρίζει γύρω από τη Γη.

Η επιστολή ρίχνει νέο φως στη μακρόχρονη διαμάχη του Ιταλού φυσικού και αστρονόμου με τις ρωμαιοκαθολικές αρχές, που είχαν ως κατάληξη την καταδίκη του για αίρεση το 1633. Το επτασέλιδο γράμμα, με την υπογραφή «G.G.» (Galileo Galilei), το οποίο είχε γραφεί 20 χρόνια πριν, στις 21 Δεκεμβρίου 1613, αποκαλύπτει ότι στο ξεκίνημα της ιστορικής σύγκρουσης επιστήμης-εκκλησίας ο Γαλιλαίος είχε σαφή συνείδηση των κινδύνων και προσπαθούσε να «νερώσει» τους ισχυρισμούς του.

Το εν λόγω γράμμα ήταν γνωστό, καθώς είχαν γίνει αρκετά αντίγραφά του, ενώ υπάρχουν δύο εκδοχές του: μία που εστάλη από «χαφιέ» στην Ιερά Εξέταση στη Ρώμη και μία άλλη με πιο μετριοπαθή γλώσσα. Επειδή έως τώρα είχε χαθεί το πρωτότυπο γράμμα, δεν ήταν σαφές αν η Ιερά Εξέταση είχε «μαγειρέψει» μια πιο «αιρετική» εκδοχή του γράμματος για να τον ενοχοποιήσει καλύτερα (κάτι που ο Γαλιλαίος ισχυριζόταν στους φίλους του) ή αν ο ίδιος είχε πράγματι γράψει το πιο επαναστατικό γράμμα στην Ιερά Εξέταση, αλλά μετά αποφάσισε να φανεί -ή μάλλον να προσποιηθεί- πιο μετριοπαθής.

Η ανακάλυψη του πρωτότυπου γράμματος, σύμφωνα με το «Nature», δείχνει ότι συνέβη το δεύτερο και ότι ο Γαλιλαίος είπε ψέματα πως δήθεν η Εκκλησία είχε παραποιήσει τα λεγόμενά του. Αυτός έγραψε μια πιο «νερωμένη» εκδοχή των θεωριών του, έστειλε τη «μαγειρεμένη» επιστολή σε ένα φίλο του, τον μαθηματικό Μπενεντέτο Καστέλι του Πανεπιστημίου της Πίζα, και του ζήτησε να την προωθήσει στο Βατικανό, ότι δήθεν αυτή ήταν η πρωτότυπη επιστολή του και όχι η άλλη, η πιο αιρετική, που είχε ήδη φθάσει στην Ιερά Εξέταση.

Το γράμμα βρισκόταν στην κατοχή της Βασιλικής Εταιρείας επί τουλάχιστον 250 χρόνια, αλλά είχε περάσει απαρατήρητο από τους ιστορικούς. «Ξεθάφτηκε» από τη βιβλιοθήκη της από τον μεταδιδακτορικό ερευνητή της ιστορίας της επιστήμης Σαλβατόρε Ρικιάρντο του Πανεπιστημίου του Μπέργκαμο, ο οποίος επισκέφθηκε τη βιβλιοθήκη τον Αύγουστο για άλλο λόγο, αλλά τυχαία έπεσε πάνω στην ιστορική επιστολή.

Όπως είπε, «δεν μπορούσα να πιστέψω ότι είχα ανακαλύψει ένα γράμμα που ουσιαστικά όλοι οι μελετητές του Γαλιλαίου θεωρούσαν σίγουρα χαμένο. Φαινόταν ακόμη πιο απίστευτο, επειδή η επιστολή δεν είχε βρεθεί σε κάποια άσημη βιβλιοθήκη, αλλά στη βιβλιοθήκη της Βασιλικής Εταιρείας». Ο Ρικιάρντο και άλλοι ερευνητές έκαναν αναλυτική παρουσίαση του ευρήματός τους στο περιοδικό «Notes and Records» της Βασιλικής Εταιρείας.

Στην επιστολή ο Γαλιλαίος για πρώτη φορά τονίζει ότι η επιστημονική έρευνα πρέπει να είναι απαλλαγμένη από το θεολογικό δόγμα, αναφέρει ότι οι αναφορές της Βίβλου σε αστρονομικά συμβάντα δεν πρέπει να ληφθούν υπόψη στην κυριολεξία και επισημαίνει ότι οι θρησκευτικές αρχές που ισχυρίζονται το αντίθετο, δεν έχουν τις κατάλληλες γνώσεις για να κρίνουν σωστά. Αναφέρει πάντως ότι το ηλιοκεντρικό μοντέλο, ότι η Γη περιφέρεται πέριξ του Ηλίου, που είχε παρουσιάσει ο πολωνός αστρονόμος Κοπέρνικος πριν περίπου 70 χρόνια (το 1543), δεν είναι ασύμβατο με τη Βίβλο.

Ο Γαλιλαίος, ο οποίος ζούσε στη Φλωρεντία, είχε γράψει χιλιάδες γράμματα, μερικά από τα οποία αποτελούν μικρές επιστημονικές πραγματείες. Συχνά γίνονταν αντίγραφα των επιστολών του και κυκλοφορούσαν από χέρι σε χέρι. Το συγκεκριμένο γράμμα στον Καστέλι, που διασώζεται σε δύο εκδοχές, θεωρείται από τα σημαντικότερα. Η πιο «σκληρή» εκδοχή του, που σήμερα σώζεται στα μυστικά αρχεία του Βατικανού, εστάλη στη Ιερά Εξέταση στη Ρώμη, στις 7 Φεβρουαρίου 1615, από τον δομινικανό μοναχό Νικολό Λορίνι.

Λίγες μέρες μετά, στις 16 Φεβρουαρίου, ο Γαλιλαίος έγραψε στον κληρικό φίλο του στη Ρώμη Πιέρο Ντίνι, λέγοντάς του ότι το γράμμα με το οποίο ο Λορίνι τον «κάρφωσε» στην Ιερά Εξέταση, δεν ήταν το αυθεντικό και του προώθησε μια λιγότερο «εμπρηστική» εκδοχή της επιστολής, που ισχυρίσθηκε ότι είναι η σωστή, γι’ αυτό ζήτησε από τον Ντίνι να τη στείλει στους θεολόγους του Βατικανού (ώστε να περιορίσει τη ζημιά που θα του έκανε η προηγούμενη επιστολή). Σε αυτή τη λιγότερο προκλητική επιστολή, ο Γαλιλαίος, μεταξύ άλλων, εκφράζει τις ανησυχίες του ότι η Ιερά Εξέταση «μπορεί εν μέρει να εξαπατηθεί από απάτη», που του έχουν στήσει οι εχθροί του.

Με όλα αυτά είχε δημιουργηθεί μεγάλο μπέρδεμα στους μελετητές. Η ανακάλυψη όμως του υπογεγραμμένου από τον ίδιο πρωτοτύπου στη Βασιλική Εταιρεία, το οποίο έχει τον γραφικό χαρακτήρα του, δείχνει ότι ο ίδιος ο Γαλιλαίος επιχείρησε να «νερώσει» το αρχικό γράμμα του που είχε πέσει στα χέρια της Ιεράς Εξέτασης.

Με δεδομένο ότι λίγα χρόνια πριν, το 1600, η Ιερά Εξέταση είχε κάψει στην πυρά τον Δομινικανό κληρικό και μαθηματικό Τζιορντάνο Μπρούνο για αιρετικές απόψεις που περιλάμβαναν την υποστήριξη του ηλιοκεντρικού μοντέλου του Κοπέρνικου, ο Γαλιλαίος δικαιολογημένα ανησυχούσε και για τη δική του τύχη…

Έτσι, όταν ένα αντίγραφο από το αρχικό «αιρετικό» γράμμα του στον Καστέλι το 1613 -αυτό που βρέθηκε στη Βασιλική Εταιρεία- έπεσε στα χέρια της Ιεράς Εξέτασης (μέσω του Λορίνι το 1615), ο Γαλιλαίος έβαλε τον Ντίνι να στείλει στην Εκκλησία το υποτιθέμενο πρωτότυπο γράμμα του, που ήταν πιο μετριοπαθές και λιγότερο ενοχοποιητικό. Μόνο που έλεγε ψέματα, καθώς όντως είχε γράψει το αρχικό γράμμα.

Τελικά, το 1633, καταδικάσθηκε για αίρεση σε κατ’ οίκον περιορισμό για τα τελευταία εννέα χρόνια της ζωής του.

Ο Galileo παρουσιάζει τις νέες αστρονομικές θεωρίες

 στο Πανεπιστήμιο της Πάδοβα. Ελαιογραφία του 

Μεξικανού Felix Parra, 1873. Βρίσκεται στο

 Εθνικό Μουσείο Τέχνης του Μεξικό.

Πηγές:

https://www.nature.com/articles/d41586-018-06769-4

http://www.in.gr/2018/09/22/tech/sto-fos-proti-airetiki-epistoli-tou-galilaiou/

Το πείραμα του Γαλιλαίου για την ελεύθερη πτώση

Πείραμα Νο 2:

Μεταξύ 1589 και 1592 ο ιταλός επιστήμονας Galileo Galilei που τότε ήταν μαθηματικός στο πανεπιστήμιο της Πίζας, λέγεται ˙ ότι άφησε να πέσουν ελεύθερα δυο σφαίρες διαφορετικών μαζών από τον Κεκλιμένο Πύργο της Πίζας, με στόχο να αποδείξει ότι ο χρόνος πτώσης τους είναι ανεξάρτητος από τη μάζα τους και ότι και οι δύο θα έφταναν στο έδαφος την ίδια στιγμή.

  ˙ σύμφωνα με μια βιογραφία του μαθητή του Vincenzo Viviani

Μέσω αυτού του πειράματος (που για τους περισσότερους ιστορικούς δεν πραγματοποιήθηκε ποτέ), ο Γαλιλαίος ήταν ο πρώτος που ήρθε σε ρήξη με την επικρατούσα αριστοτελική αντίληψη για τις φυσικές αρχές που διέπουν την κίνηση των σωμάτων.

Ο Αριστοτέλης είχε δείξει ότι τα βαριά αντικείμενα πέφτουν γρηγορότερα από τα ελαφριά. 

Ο Γαλιλαίος έδειξε ότι πρέπει όλα να πέφτουν με την ίδια ταχύτητα, αν αγνοήσουμε τις όποιες διαφορές στην αντίσταση του αέρα. Αργότερα, θέλοντας να ανακαλύψει το νόμο που διέπει την κίνηση των σωμάτων υπό την επίδραση του βάρους τους, πραγματοποίησε μια σειρά πειραμάτων σε κεκλιμένες διαδρομές και έγινε αυτός που καθιέρωσε ένα  νέο τρόπο μελέτης της φύσης, που συνδυάζει τη μαθηματική διατύπωση και τον πειραματικό ελέγχο.

Τα πειράματα του Γαλιλαίου με τις κυλιόμενες σφαίρες σε κεκλιμένα επίπεδα

Πείραμα Νο 8:

Το 1603 ο Γαλιλαίος, (Galileo Galilei) καθηγητής των μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο της Πάντοβα στην Ιταλία, μελέτησε διάφορα προβλήματα κίνησης σε κεκλιμένα επίπεδα και άρχισε να ερευνά την επιτάχυνση.

 Ο Γαλιλαίος πήρε μια σανίδα με μήκος περίπου 6 μέτρα και πλάτος 25 εκατοστά και σκάλισε στο κέντρο της ένα αυλάκι όσο το δυνατόν πιο ίσιο και πιο λείο. Την έγειρε για να γίνει κεκλιμένη και άφησε να κυλίσουν μπρούτζινες σφαίρες διανύοντας διάφορες αποστάσεις. Σύμφωνα με τον Αριστοτέλη, η ταχύτητα κάθε κυλιόμενης σφαίρας θα έπρεπε να είναι σταθερή και ο διπλασιασμός του διανυόμενου διαστήματος θα σήμαινε και διπλασιασμό του χρόνου κύλισης. Ο Γαλιλαίος όμως με το πείραμα αυτό απέδειξε ότι το διάστημα είναι ανάλογο του τετραγώνου του χρόνου. Ένα κρίσιμο στοιχείο για την επιτυχή διεξαγωγή αυτών των πειραμάτων ήταν η ακριβής μέτρηση του χρόνου, γιατί την εποχή του Γαλιλαίου δεν υπήρχαν μηχανικά ρολόγια. Ο Γαλιλαίος χρονομετρούσε την κάθοδο των σφαιρών με ... νερό.

Ο Γαλιλαίος επιδεικνύει το νόμο της πτώσης των σωμάτων στο κεκλιμένο επίπεδο  

στο Don Giovanni de Medici. Τοιχογραφία από τον Giuseppe Bezzuoli, 1839 

Το πως ακριβώς έγινε ας αφήσουμε το Γαλιλαίο να μας το περιγράψει:

..."Πήραμε ένα κομμάτι ξύλο με διαστάσεις περίπου 12 κύβιτα (κύβιτο είναι η απόσταση από τους αγκώνες ως την άκρη των δακτύλων) μήκος, μισό κύβιτο πλάτος και πάχος τρία δάκτυλα. Στην ακμή της ανοίχτηκε ένα αυλάκι με πλάτος λίγο μεγαλύτερο από ένα δάκτυλο. Το αυλάκι αυτό το γυαλίσαμε για να γίνει όσο το δυνατόν πιο λείο και το επενδύσαμε με μια περγαμηνή ώστε να κυλάει χωρίς δυσκολίες μια εντελώς στρογγυλή και λεία σφαίρα κατασκευασμένη από το σκληρότερο χαλκό. Αφού τοποθετήσαμε το κομμάτι ξύλου σε κεκλιμένη θέση σηκώνοντας το ένα άκρο του περίπου ένα με δυο κύβιτα, αφήσαμε τη σφαίρα να κυλήσει στο αυλάκι, σημειώνοντας, με τρόπους που θα εξηγήσουμε σε λίγο, το χρόνο που χρειάστηκε για να ολοκληρώσει την κάθοδο. Επαναλάβαμε το πείραμα περισσότερες από μία φορές, για να είμαστε σίγουροι για το χρόνο καθόδου και βρήκαμε πως η απόκλιση ανάμεσα σε δύο παρατηρήσεις ποτέ δεν ήταν παραπάνω από ένα δέκατο ενός καρδιακού παλμού. Αφού εκτελέσαμε το εγχείρημα ώσπου να σιγουρευτούμε για την αξιοπιστία του, αφήσαμε κατόπιν τη σφαίρα να κυλήσει μόνο στο ένα τέταρτο του μήκους του αυλακιού. Μετρώντας το χρόνο καθόδου, βρήκαμε ότι είναι ακριβώς το μισό του προηγούμενου. Ύστερα εργαστήκαμε με άλλες αποστάσεις, συγκρίνοντας το χρόνο που απαιτήθηκε για το συνολικό μήκος με αυτόν που απαιτήθηκε για το μισό ή για τα δύο τρίτα ή για τα τρία τέταρτα ή για όποιο άλλο κλάσμα. Σε αυτά τα πειράματα που επαναλήφθηκαν εκατό φορές βρίσκαμε πάντοτε πως οι λόγοι των αποστάσεων που διένυε η σφαίρα  ήταν ανάλογοι με τους λόγους των τετραγώνων των χρόνων και αυτό ήταν αληθές για κάθε κλίση που είχε το αυλάκι...

Για τη μέτρηση του χρόνου χρησιμοποιήσαμε ένα μεγάλο δοχείο με νερό τοποθετημένο ψηλά. Στον πυθμένα του κολλήσαμε ένα σωλήνα μικρής διαμέτρου που έδινε μια λεπτή ροή νερού, το οποίο μαζεύαμε σε ένα  άλλο δοχείο  στη διάρκεια κάθε καθόδου, είτε για ολόκληρο το μήκος της διαδρομής είτε για ένα μέρος αυτού του μήκους .  Το νερό που μαζεύαμε με αυτόν τον τρόπο το ζυγίζαμε μετά από κάθε κάθοδο με μια ζυγαριά πολύ μεγάλης ακριβείας . Οι διαφορές και οι αναλογίες αυτών των βαρών μας έδιναν τις διαφορές και τις αναλογίες των χρόνων και αυτό με τέτοια ακρίβεια, ώστε αν και οι δοκιμές επαναλήφθηκαν αν και τις δοκιμές τις επαναλάβαμε πολλές, πολλές φορές, δεν υπήρχε αισθητή διαφορά στα αποτελέσματα".

Galileo Galilei, "Discorsi e Dimostrazioni Matematiche Intorno a Due Nuove Scienze" (1638), Leynden 

(Διάλογοι και μαθηματική απόδειξη για δύο νέες επιστήμες που αφορούν τη Μηχανική και τις τοπικές κινήσεις)