Galileo Galilei

Galileo Galilei fue un matemático, físico, astrónomo, filósofo, ingeniero e inventor italiano cuyos descubrimientos e inventos lo hacen una de las principales referencias del Renacimiento y de la revolución científica (Pisa, 15 Febrero 1564 – Arcetri, 8 Enero 1642).

Aunque Galilei iba a estudiar medicina en la Universidad de Pisa, o al menos esos eran los deseos de su padre, finalmente estudió matemáticas y durante bastantes años se dedicó a la docencia de esta disciplina en la misma Universidad.

Galileo se hizo famoso por varios experimentos, invenciones y descubrimientos, destacando los descubrimientos astronómicos, la demostración del modelo heliocéntrico, la fabricación del primer telescopio astronómico registrado y sus postulados matemáticos sobre el movimiento de objetos y otros fenómenos físicos.

Se le suele atribuir ser uno de los primeros científicos en defender claramente que las leyes naturales son leyes matemáticas. Su trabajo experimental es considerado uno de los primeros hitos históricos en la implantación del método científico y el surgimiento de la llamada ciencia moderna.

Invenciones

Galileo Galilei inventó numerosos instrumentos y contribuyó considerablemente al avance de la ingeniería de la época. Uno de sus primeros inventos por los que adquirió popularidad fue un compás geométrico y militar que vendía por 50 liras y enseñaba a utilizar por 120.

Como instrumento geométrico, el compás permitía construir cualquier polígono regular y realizar varios cálculos, por ejemplo calcular el área de cualquier polígono o sector circular. Como instrumento militar, permitía calcular la elevación y carga de los cañones.

Galileo descubrió el isocronismo de los péndulos en 1583. Según esta propiedad, el tiempo que necesita un péndulo para completar el ciclo solo depende de la longitud del brazo, no del peso del péndulo. Estando ya ciego y en los últimos años de vida, Galileo diseñó un equipamiento para relojes de péndulo, diseño que aplicaría Christiaan Huygens en 1647 para construir el primer reloj de péndulo de la historia.

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En 1585 Galileo inventó una balanza hidrostática, un instrumento que permitía calcular el peso de objetos según el agua desplazada. Basándose en propiedades similares, en 1593 construyó un termoscopio o termómetro de agua, un instrumento que utilizaba la expansión y contracción del aire para mover agua contenida en un tubo con una escala de temperatura. De los termoscopios evolucionaron los termómetros actuales.

En 1609 Galileo construiría uno de sus objetos más famosos, el telescopio, pero Galileo no inventó el telescopio. Lo que hizo Galileo Galilei fue mejorar el telescopio y ser uno de los primeros en utilizarlo para observar estrellas, planetas y otros objetos del espacio. Sí se le atribuye la construcción del primer telescopio refractor patentado. Gracias a sus observaciones astronómicas, Galileo demostró el modelo heliocéntrico de Copérnico, lo que le costó el enfrentamiento con la inquisición católica por herejía.

Compás de Galileo Galilei

Compás geométrico y militar de Galileo Galilei

Termoscopio de Galileo

Termoscopio

Telescopios de Galileo (1609-10)

Telescopios de Galileo de los años 1609-10

Astronomía

Gracias a sus telescopios, Galileo pudo observar estrellas y planetas como nunca se había podido hacer hasta entonces. En 1610 descubrió los satélites Ío, Europa, Ganímedes y Calisto, los conocidos como satélites galileanos de Júpiter. Júpiter es el planeta más grande del Sistema Solar y tiene 69 satélites. Aunque los telescopios de Galileo eran los mejores de la época, solo pudo observar los 4 más grandes.

También pudo comprobar que estos satélites orbitaban alrededor de Júpiter, prueba que utilizaría, entre otras muchas, para defender su oposición al modelo geocéntrico. Por primera vez se observaron objetos en el espacio que claramente no orbitaban alrededor de la Tierra.

En ese mismo año de 1610, en el mes de Septiembre, Galileo estuvo observando el planeta Venus y pudo describir en él fases similares a las fases lunares, algo que predecía le modelo copernicano y no el modelo geocéntrico.

Entre sus observaciones astronómicas destacan también los anillos de Saturno, aunque no pudo determinar que eran anillos y, al aparecer y desaparecer en función del ángulo de visión, fueron algo muy confuso para él. También observó Neptuno, planeta que describió como estrella oscura sin importancia, no como planeta. En la Vía Láctea, descrita hasta entonces como un nebulosa, Galileo pudo observar numerosas estrellas de las que intentó medir su diámetro aparente.

Fases lunares. Ilustración de Galielo Galilei

Ilustración de las fases lunares en manuscritos de Galielo Galilei

Defensa del heliocentrismo

Galileo Galilei defendió el heliocentrismo copernicano formalmente por primera vez en su corto tratado Sidereus Nuncius, de 1610. Se enfrentó a la Iglesia Católica cuya Inquisición declaró el heliocentrismo como herejía en 1616, tras lo cual Galileo aceptó abandonar completamente la defensa y enseñanza de la idea de que la Tierra se mueve alrededor del Sol, pero no lo haría realmente.

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En 1623, el Cardenal Maffeo Barberini fue nombrado Papa Urbano VIII, amigo y admirador de Galileo y contrario a la sentencia contra él de 1616. En 1632 Galileo publicó Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, obra que contó con la aprobación del Papa y de la Inquisición.

En 1633 fue a Roma a explicar sus postulados y fue condenado de nuevo por la Inquisición en una sentencia del 22 de Junio de ese año. La condena incluía el arrestó domiciliario en el que permaneció el resto de su vida y la publicación de sus obras fue prohibida. El Papa Urbano VIII actuó finalmente en contra de Galileo preocupado por acusaciones contra él de debilidad en la defensa de la Iglesia.

Física y ciencia del movimiento

La investigación teórica y experimental de Galileo Galilei sobre el movimiento de los objetos es considerada, junto a los trabajos de Kepler y Descartes, uno de los precursores más importantes de la mecánica clásica desarrollada posteriormente por Isaac Newton.

En la obra Discorsi e Dimostrazioni Matematiche Intorno a Due Nuove Scienze (Discurso y demostración matemática de dos nuevas ciencias), escrita durante su arresto domiciliario y publicada en 1638, sintetizó su trabajo sobre las ciencias que posteriormente se llamarían cinemática y resistencia de materiales.

Entre sus descubrimientos en el movimiento de objetos destacan, por poner unos ejemplos, el estudio de los péndulos y sus propiedades, y la demostración de que la aceleración de cuerpos en caída libre era la misma sin importar su peso, algo contrario a la física de Aristóteles que decía que los cuerpos más pesados caerían antes.

Además, estableció que esa aceleración sería uniforme si se eliminase la resistencia del medio y que, sin esta resistencia o impedimento, el objeto seguiría en movimiento de forma indefinida. Esto fue algo que también iba en contra de la física aristotélica que decía que el objeto se detendría si cesaba la fuerza que lo había hecho moverse. La idea de Galileo sería posteriormente incorporada en la primera ley de Newton.