Nacimiento e infancia
Galileo nació en Pisa, Italia el 15 de febrero de 1564. Hijo mayor de siete hermanos, su padre Vincenzo Galilei era matemático y músico. Su familia pertenecía a la baja nobleza y se ganaban la vida con el comercio. Hasta la edad de diez años fue educado por sus padres. Accedió al convento de Santa Maria de Vallombrosa en Florencia.
Vida universitaria
Se inscribió en la Universidad de Pisa donde comenzó los estudios de medicina y filosofía. En 1583, al margen de la universidad, comenzó el estudio de los Los Elementos de Euclides bajo la tutela del matemático Ostilio Ricci, amigo de la familia y alumno de Tartaglia. En esta época comenzó su estudio del péndulo, y descubrió la isocronía de las oscilaciones (la ley del péndulo), que sería la primera etapa de una nueva ciencia, la mecánica. Progresivamente fue perdiendo el interés por la carrera de medicina y dedicando más tiempo al estudio de las matemáticas y la filosofía, hasta que en 1585 abandonó definitivamente la medicina y regresó a Florencia sin título pero con gran curiosidad científica.
Florencia
En Florencia, bajo la protección de la familia Médicis, se dedicó al estudio del comportamiento de los objetos en el agua. En esta época escribió De motu, una obra que aún se puede calificar de precientífica (en el sentido moderno) pero donde ya se atacaba la física aristotélica. En ella expone que la afirmación realizada por Aristóteles de que la velocidad con la que cae un cuerpo es proporcional a su peso era errónea. La velocidad depende de la resistencia al aire que presente el cuerpo. Pero Galileo no publicó el tratado porque sabía que contenía errores que, aunque pequeños en comparación con las nuevas aportaciones, eran suficientes para que los filósofos naturales aristotélicos tuviesen excusa para atacarlo. Además, su propuesta era demasiado revolucionaria para exponerla sin una explicación adecuada, cosa que no logró hasta diez años después.
Enseñanza
Le ofrecieron una posición en su facultad en 1589 para enseñar matemáticas, que rechazó al poco tiempo por considerar que le pagaban poco (60 ducados de oro al año). En 1592 se trasladó a la Universidad de Padua, y ejerció como profesor de geometría, mecánica, y astronomía hasta 1610. Durante este tiempo exploró la ciencia e hizo muchos descubrimientos. Completaba su sueldo de profesor con clases extrauniversitarias a los numerosos aspirantes a la carrera militar.
Familia
Aunque era un católico devoto, tuvo tres hijos fuera del matrimonio. Todos fueron engendrados por Galileo y Marina Gamba. Por sus nacimientos ilegítimos, ambas niñas fueron enviadas al convento San Matteo en Arcetri a temprana edad.
* Virginia (1600) quien tomó el nombre de Maria Celeste al entrar en el convento. La hija mayor de Galileo, la más querida, y que heredó la inteligencia de su padre colaborando en algunas de sus investigaciones y cuidando de su padre enfermo en sus últimos años. Está enterrada en la Basílica de Santa Croce di Firenze.
* Livia (1601) tomó el nombre de Suor Arcángela. Estuvo enferma durante la mayor parte de su vida en el convento.
* Vincenzio (1606) fue legitimizado más tarde y se casó con Sestilia Bocchineri.
Problemas con la Inquisición
Fue requerido en Roma por la Inquisición. Tras un largo y agotador interrogatorio, aunque inusualmente benévolo debido a la fama de Galileo, el 22 de junio de 1633, admitió su “error”, y negó que el Sol fuese el centro del universo y que la Tierra girase en torno a su eje y alrededor del Sol.
Últimos años y muerte
Tumba de Galileo, en Santa-Croce, Florencia
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Tumba de Galileo, en Santa-Croce, Florencia
En 1637 publicó su obra Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze. Ésta y el Diálogo son sus obras más importantes. En 1638 perdió la visión y en 1641 enfermó de gota. Murió el 8 de enero de 1642 en Arcetri. El 9 de enero su cuerpo fue inhumado en Florencia. El 13 de marzo de 1736 se erige un mausoleo en su honor en la iglesia de Santa-Croce de Florencia.
Obra científica
La obra de Galileo abarca el desarrollo del método científico con el desarrollo inicial de la física y una revolución completa de la astronomía al utilizar el telescopio por primera vez al estudio sistemático de los cielos.
Ciencia experimental
En el panteón de la revolución científica, Galileo ocupó una alta posición por el uso pionero de los experimentos cuantitativos con resultados analizados matemáticamente. No existía tradición alguna de métodos similares en el pensamiento europeo en aquel tiempo; el gran experimentador que precedía inmediatamente a Galileo, William Gilbert, no usaba un aproximamiento cuantitativo.
Galileo también contribuyó al rechazo de la lealtad ciega a la autoridad (como la Iglesia) u otros pensadores (como Aristóteles) en materia de ciencia y en la separación de ciencia, filosofía y religión. Es por esto que se le llama “padre de la ciencia”.
En el siglo XX algunas autoridades desafiaron la realidad de los experimentos de Galileo, en particular el distinguido historiador de la ciencia Alexandre Koyré. Los experimentos relatados en Dos nuevas ciencias para determinar la ley de aceleración de caída de los cuerpos, por ejemplo, requieren medidas precisas del tiempo, lo cual parece imposible con la tecnología del siglo XVII. Según Koyré, se llegó a la ley deductivamente, y los experimentos eran meramente ilustrativos.
Investigaciones posteriores, sin embargo, han validado los experimentos. Los experimentos de caída de cuerpos (ahora deslizamiento de cuerpos) fueron repetidos usando los métodos descritos por Galileo (Settle, 1961), y la precisión de los resultados eran compatibles con el informe de Galileo. Más tarde la investigación de documentos inéditos de Galileo, mostró la veracidad de los experimentos y hasta indicó resultados particulares que condujeron a la ley del cuadrado de los tiempos (Drake, 1973).
Astronomía
Fue en esta página donde Galileo anotó por primera vez la observación de las lunas de Júpiter. Galileo publicó una descripción completa en Sidereus Nuncius en marzo de 1610
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Fue en esta página donde Galileo anotó por primera vez la observación de las lunas de Júpiter. Galileo publicó una descripción completa en Sidereus Nuncius en marzo de 1610
Las fases de la Luna, dibujadas por Galileo, 1616
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Las fases de la Luna, dibujadas por Galileo, 1616
Aunque la idea popular de que Galileo inventó el telescopio es inexacta, fue una de las primeras personas en usar el telescopio para observar el cielo. Basandose en descripciones incompletas de telescopios inventados en los Países Bajos en 1608, Galileo fabricó uno de 8x aumentos, y luego mejoró los modelos hasta 20x. El 25 de agosto de 1609, mostró su primer telescopio a los legisladores venecianos. Su trabajo en este dispositivo resultó de agrado a los mercaderes que lo encontraron útil para los barcos. Publicó sus primeras observaciones astronómicas con telescopio en marzo de 1610, en un pequeño tratado titulado Sidereus Nuncius (‘el mensajero sideral’).
El 7 de enero de 1610, Galileo descubrió tres de los cuatro grandes satélites de Júpiter: Ío, Europa, y Calisto. Ganímedes la descubrió cuatro noches después. Determinó que las lunas orbitaban entorno al planeta pero algunas veces desaparecían; algo que atribuyó a sus movimientos por detrás de Júpiter. Hizo observaciones adicionales sobre estos satélites en 1620. Astrónomos posteriores invalidaron el nombre que dio Galileo a estos objetos, cambiando de estrellas Médicis a satélites galileanos. La demostración de que un planeta tenía planetas más pequeños orbitando era problemática para la ordinaria y comprensiva imagen del modelo geocéntrico del universo, en el que todo gira alrededor de la Tierra.
Galileo advirtió que Venus presentaba un juego completo de fases como la Luna. El modelo heliocéntrico del sistema solar desarrollado por Copérnico predecía que todas las fases de Venus serían visibles mientras que el modelo geocéntrico de Ptolomeo anunciaba que sólo sería posible ver las fases nueva y creciente. Las observaciones de Galileo de las fases de Venus probaban que éste orbitaba entorno al Sol y mostró su apoyo (pero no demostró) el modelo heliocéntrico.
Galileo fue uno de los primeros europeos en observar las manchas solares, aunque hay evidencias de que astrónomos chinos lo hicieron antes. La existencia de manchas solares entraba en conflicto con la perfección de los cielos arraigada en la filosofía antigua. Y las variaciones anuales en sus movimientos, anunciado por Francesco Sizzi, presentaba grandes dificultades para el sistema geocéntrico. La disputa sobre la autoría del descubrimiento de las manchas solares condujo a una larga y amarga disputa con Christoph Scheiner; de hecho, hay sospechas de que ambos fueron golpeados por David Fabricius y su hijo Johannes. Fue el primero en hablar de montañas y cráteres lunares, cuya existencia dedujo por los juegos de luz y sombra en la superficie de la Luna. Incluso estimó las alturas de éstas montañas a partir de sus observaciones. Esto le llevó a la conclusión de que la Luna era “aspera y desigual, al igual que la superficie terrestre”, y no una esfera perfecta como Aristóteles había decretado.
Galileo observó la Vía Láctea a través de su telescopio descubriendo que estaba formada por una multitud de estrellas agrupadas tan densamente que parecían nubes lechosas observadas desde la Tierra.
Galileo observó el planeta Neptuno en 1611, pero no le dio especial importancia; aparecía en sus cuadernos como una estrella tenue entre otras muchas. Aunque no se percató de su presencia sus anotaciones fueron utilizadas a finales del siglo XIX para determinar con mayor precisión la órbita de Neptuno.
Física
El trabajo experimental y teórico de Galileo sobre el movimiento de los cuerpos, junto con los trabajos de Kepler y René Descartes, fue el inicio de la mecánica clásica desarrollada por Sir Isaac Newton. Galileo fue el pionero, al menos en la tradición europea, en desarrollar experimentos rigurosos e insistiendo en la descripción matemática de las leyes de la naturaleza. Entre sus aportes fundamentales están la transformación de Galileo entre sistemas de referencia inerciales y el desarrollo del concepto de inercia.
Uno de los mitos más famosos sobre Galileo es aquel en que tira objetos de diferentes masas desde lo alto de la Torre de Pisa, con el fin de demostrar que la velocidad de descenso era independiente de la masa. Esto contradecía el pensamiento de Aristóteles: los objetos pesados caerán más rápido que los ligeros, directamente proporcional a su peso. La historia de la torre aparece en una biografía de uno de sus alumnos, Vicenzo Viviani, pero es considerada falsa. En realidad Galileo nunca realizó, que se sepa, este experimento de esta forma y de haberlo hecho su resultado sería el opuesto, como él sabía. La fuerza de resistencia del aire depende no solo de la forma del objeto sino indirectamente también en parte de su masa, de donde se originó la idea aristotélica.
Sin embargo, Galileo realizó experimentos que implicaban el deslizamiento de objetos sobre planos inclinados, para ralentizar la caída, reduciendo los efectos de la resistencia del aire que dependen de la velocidad, aislando así la acción de la gravedad y probando que la caída o deslizamiento “libres” son acelerados independientemente de la masa.
Matemáticas
La paradoja de Galileo dice que hay tantos cuadrados perfectos como números enteros positivos, a pesar de que muchos de ellos no son cuadrados perfectos. El carácter paradójico se da por poner en entredicho el principio de que el todo es mayor que sus partes. Se le considera como uno de los grandes matemáticos de la historia por sus importantes contribuciones.
Tecnología
Galileo hizo muchas contribuciones a lo que ahora llamamos tecnología a diferencia de la física pura. No es la misma distinción hecha por Aristóteles, quien hubiera considerado toda la física de Galileo como techne o conocimiento útil, en oposición a episteme, o investigación filosófica de las causas de las cosas.
De 1595 a 1598, Galileo revisó y mejoró una “brújula militar geométrica” adecuada para el uso de artilleros y topógrafos. Esto amplió los instrumentos anteriores diseñados por Niccolo Tartaglia y Guidobaldo del Monte. A los artilleros, esto le ofreció, además de una nueva forma de elevar sus cañones de manera precisa, un camino para calcular de forma precisa la cantidad de pólvora necesaria para proyectiles de diferentes tamaños y materiales. Como instrumento geométrico, permitió la construcción de cualquier polígono regular, hallar el área de cualquier polígono o sector circular, y una gran variedad de otros cálculos.
Sobre los años 1606-1607 (posiblemente antes), Galileo construyó un termómetro, usando la expansión y contracción del aire en un recipiente de cristal para mover el agua de un tubo adjunto. En 1609, Galileo estuvo entre los primeros en usar el telescopio refractor como instrumento para observar las estrellas, planetas y lunas. En 1610, utilizó un telescopio como microscopio compuesto, e hizo mejoras en los microscopios de 1623 en adelante.
Confrontación con la iglesia
Galileo era un católico prácticante, a pesar de sus escritos sobre el heliocentrismo copernicano que molestaban a la Iglesia Católica, quienes creían en un modelo geocéntrico del sistema solar. Ellos argumentaban que el heliocentrismo contradecía directamente a la Biblia, al menos como era interpretada por los Padres de la Iglesia, y los altamente reverenciados escritos de Aristóteles y Platón (especialmente entre la orden dominicana).
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