Галілей вважається одним з найбільших астрономів усіх часів. Однак Галілей відомий також численними науковими винаходами, які він зробив за життя.
Сюди входив його відомий телескоп, а також серія пристроїв, які мали б глибокий вплив на зйомки, використання артилерії, розробку годинників та метеорологію. Галілей створив багато з них, щоб заробити додаткові гроші на підтримку своєї родини. Але в кінцевому підсумку вони допоможуть укріпити його репутацію людини, яка кидає виклик віковим принципам, що раніше існували, і зробила революцію в науці.
Гідростатичний баланс:
Надихнувшись історією Архімеда та його моменту "Еврика", Галілей почав роздивлятися, як ювеліри зважують дорогоцінні метали в повітрі, а потім, переміщуючи, для визначення їх питомої ваги. У 1586 році, у віці 22 років, він теоретизував кращий метод, який описав у трактаті під назвою La Bilancetta (або "Маленький баланс").
У цьому урочищі він описав точну рівновагу для зважування речей у повітрі та воді, в якій частину руки, на яку було повішено зустрічну вагу, обмотали металевим дротом. Тоді величину, на яку противагу потрібно було перемістити при зважуванні у воді, можна було потім визначити дуже точно, підрахувавши кількість витків дроту. При цьому пропорцію металів, таких як золото та срібло, можна було зчитувати безпосередньо.
Насос Галілея:
У 1592 році Галілей був призначений професором математики в Падуанському університеті і часто відвідував Арсенал - внутрішню гавань, де обладнали венеціанські кораблі. Арсенал протягом століть був місцем практичних винаходів та інновацій, і Галілей використовував можливість детально вивчати механічні пристрої.
У 1593 р. Він консультувався щодо розміщення весла в галерах і подав звіт, в якому він розглядав весло як важіль і правильно робив воду опорою. Через рік венеціанський сенат нагородив його патентом на пристрій для підняття води, який покладався на єдиного коня для експлуатації. Це стало основою сучасних насосів.
Для деяких, насос Галілея був лише вдосконаленням гвинта Архімеда, який був вперше розроблений у ІІІ столітті до нашої ери та запатентований у Венеціанській Республіці в 1567 році. Однак є очевидні докази, що пов’язують винахід Галілея з Архімедом раніше і менш складний дизайн.
Маятниковий годинник:
Протягом 16 століття фізика Арістотеля все ще залишалася переважаючим способом пояснення поведінки тіл біля Землі. Наприклад, вважалося, що важкі тіла шукають своє природне місце або відпочинок - тобто в центрі речей. Як наслідок, не існує засобів для пояснення поведінки маятників, де важке тіло, підвішене на мотузку, буде хитатися туди-сюди і не шукати спокою посередині.
Вже Галілей провів експерименти, які показали, що важчі тіла не падають швидше легших - інша віра, що відповідає аристотелівській теорії. Крім того, він також продемонстрував, що предмети, викинуті у повітря, пересуваються параболічними дугами. Виходячи з цього та захоплення його руху вперед і назад підвішеною вагою, він почав досліджувати маятники в 1588 році.
У 1602 р. Він пояснив свої спостереження в листі до друга, в якому описав принцип ізохронізму. За словами Галілея, цей принцип стверджував, що час, необхідний для розгойдування маятника, пов'язаний не з дугою маятника, а з довжиною маятника. Порівнюючи два маятника однакової довжини, Галілей продемонстрував, що вони будуть розгойдуватися з однаковою швидкістю, незважаючи на те, що їх тягнуть різної довжини.
За словами Вінченцо Вівіана, одного з сучасників Галілея, саме в 1641 році під домашнім арештом Галілей створив дизайн годинника для маятника. На жаль, сліпий на той час, він не зміг завершити його до смерті в 1642 році. В результаті публікація Крістіана Гюйгенса ГорологіумОсцилаторійв 1657 р. визнано першою записаною пропозицією щодо маятникового годинника.
Сектор:
Гармата, яка вперше була введена в Європу в 1325 році, за часів Галілея стала опорою війни. Ставши більш досконалими та мобільними, артилеристи потребували приладів, щоб допомогти їм координувати та обчислювати свій вогонь. Таким чином, між 1595 і 1598 роками Галілей розробив і вдосконалив геометричний та військовий компас для використання артилеристами та геодезистами.
Циркуль цивільного навідника наділений двома руками під прямим кутом і круговою шкалою для відмітки висоти. Тим часом математичні компаси, або роздільники, розроблені за цей час, були розроблені з різними корисними масштабами на ногах. Галілей поєднав використання обох інструментів, створивши компас або сектор, на якому на ногах було вигравіровано багато корисних ваг, які можна було використовувати для різних цілей.
Окрім того, щоб артилеристи запропонували новий і безпечніший спосіб підняти гармати, вони також запропонували більш швидкий спосіб обчислення необхідної кількості пороху, виходячи з розміру та матеріалу гарматного кулі. Як геометричний інструмент, він давав змогу будувати будь-який регулярний багатокутник, обчислювати площу будь-якого полігону чи кругового сектора та безліч інших обчислень.
Термометр Галілея:
В кінці 16 століття вчені не існували практичних засобів для вимірювання тепла та температури. Спроби виправити це всередині венеціанської інтелігенції спричинили термоскоп - прилад, який будував ідею про розширення повітря завдяки наявності тепла.
У бл. 1593 р. Галілей побудував власну версію термоскопа, який спирався на розширення та стиснення повітря в колбі для переміщення води в приєднаній трубці. З часом він та його колеги працювали над розробкою чисельної шкали, яка б вимірювала тепло на основі розширення води всередині трубки.
І хоча пройде ще століття, перш ніж вчені - такі як Даніель Г. Фаренгейт та Андерс Цельсій - почали розробляти універсальні шкали температури, які можна було використовувати в такому інструменті, термоскоп Галілея був головним проривом. Окрім того, що міг вимірювати тепло у повітрі, він також вперше надав кількісну метеорологічну інформацію.
Телескоп Галілея:
Поки Галілей не винайшов телескоп, він значно покращився на них. Протягом багатьох місяців протягом 1609 року він оприлюднив кілька конструкцій телескопів, які в сукупності стали б називатися Галілейськими телескопами. Перший, який він сконструював у період з червня по липень 1609 року, - це трипотужний шпигун, який він замінив до серпня восьмипотужним інструментом, який він подарував Венеціанському сенату.
До наступного жовтня чи листопада йому вдалося покращити це, створивши двадцять силовий телескоп - той самий телескоп, який він використовував для спостереження за Місяцем, виявлення чотирьох супутників Юпітера (згодом відомих як Галілейські місяці), фази Венери і вирішувати туманні плями в зірки.
Ці відкриття допомогли Галілео просунути модель Коперника, яка по суті заявила, що Сонце (а не Земля) було центром Всесвіту (він же геліоцентризм). Він би продовжував удосконалювати свої проекти, врешті-решт створивши телескоп, який міг би збільшувати предмети в 30 разів.
Хоча ці телескопи були скромними за сучасними мірками, вони значно покращилися в порівнянні з моделями, які існували за часів Галілея. Той факт, що він зумів їх сконструювати сам, - це ще одна причина, чому вони вважаються його найбільш вражаючими винаходами.
Через створені ним інструменти та відкриття, які вони допомогли зробити, Галілей по праву визнаний однією з найважливіших постатей Наукової революції. Його численні теоретичні внески в галузі математики, техніки та фізики також кинули виклик арістотелівським теоріям, прийнятим століттями.
Коротше кажучи, він був одним із небагатьох людей, які завдяки невтомному прагненню до наукової істини назавжди змінили наше розуміння Всесвіту та фундаментальних законів, які ним керують.
Космічний журнал має статті про телескоп Галілея, і вчені хочуть ексгумувати тіло Галілея.
Для отримання додаткової інформації ознайомтеся з проектом Galileo та Galileo в телескопі та законах динаміки.
Астрономічна ролях має епізод щодо вибору та використання телескопа та способів побудови власного.
Джерело: NASA
