Galileo è considerato uno dei più grandi astronomi di tutti i tempi. Tuttavia, Galileo è anche noto per le numerose invenzioni scientifiche che fece durante la sua vita.
Questi includevano il suo famoso telescopio, ma anche una serie di dispositivi che avrebbero avuto un profondo impatto sul rilevamento, l'uso dell'artiglieria, lo sviluppo di orologi e la meteorologia. Galileo ha creato molti di questi per guadagnare denaro extra per sostenere la sua famiglia. Ma alla fine, avrebbero contribuito a cementare la sua reputazione di uomo che sfidò secoli di nozioni precedentemente affermate e rivoluzionò le scienze.
Equilibrio idrostatico:
Ispirato alla storia di Archimede e al suo momento "Eureka", Galileo iniziò a esaminare in che modo i gioiellieri pesavano i metalli preziosi nell'aria, e quindi per spostamento, per determinare il loro peso specifico. Nel 1586, all'età di 22 anni, teorizzò un metodo migliore, che descrisse in un trattato intitolato La Bilancetta (o "The Little Balance").
In questo tratto, ha descritto un'accurata bilancia per pesare cose in aria e acqua, in cui la parte del braccio su cui era appeso il contrappeso era avvolta da un filo metallico. La quantità con cui il contrappeso doveva essere spostato durante la pesatura in acqua poteva quindi essere determinata in modo molto preciso contando il numero di giri del filo. In tal modo, la proporzione di metalli come oro e argento nell'oggetto potrebbe essere letta direttamente.
La pompa di Galileo:
Nel 1592, Galileo fu nominato professore di matematica all'Università di Padova e fece frequenti viaggi nell'Arsenale, il porto interno dove furono sistemate le navi veneziane. L'Arsenale era stato un luogo di invenzioni pratiche e innovazione per secoli e Galileo ha sfruttato l'opportunità per studiare in dettaglio i dispositivi meccanici.
Nel 1593, fu consultato sul posizionamento dei remi nelle cucine e presentò un rapporto in cui trattava il remo come una leva e rendeva correttamente l'acqua il fulcro. Un anno dopo il Senato veneziano gli conferì un brevetto per un dispositivo per sollevare l'acqua che si basava su un solo cavallo per l'operazione. Questa è diventata la base delle moderne pompe.
Per alcuni, la pompa di Galileo rappresentava un semplice miglioramento della vite di Archimede, che fu sviluppata per la prima volta nel terzo secolo a.C. e brevettata nella Repubblica veneziana nel 1567. Tuttavia, ci sono prove evidenti che collegano l'invenzione di Galileo a Archimedes in precedenza e con un design meno sofisticato.
Orologio a pendolo:
Durante il XVI secolo, la fisica aristotelica era ancora il modo predominante di spiegare il comportamento dei corpi vicino alla Terra. Ad esempio, si credeva che i corpi pesanti cercassero il loro posto o il loro riposo naturale, cioè al centro delle cose. Di conseguenza, non esisteva alcun mezzo per spiegare il comportamento dei pendoli, in cui un corpo pesante sospeso a una corda oscillava avanti e indietro e non cercava riposo nel mezzo.
Già Galileo aveva condotto esperimenti che dimostravano che i corpi più pesanti non cadevano più velocemente di quelli più leggeri, un'altra convinzione coerente con la teoria aristotelica. Inoltre, ha anche dimostrato che gli oggetti gettati nell'aria viaggiano negli archi parabolici. Sulla base di questo e del suo fascino per il movimento avanti e indietro di un peso sospeso, iniziò a ricercare pendoli nel 1588.
Nel 1602, spiegò le sue osservazioni in una lettera a un amico, in cui descrisse il principio dell'isocronismo. Secondo Galileo, questo principio affermava che il tempo necessario per far oscillare il pendolo non è legato all'arco del pendolo, ma piuttosto alla lunghezza del pendolo. Confrontando due pendoli di lunghezza simile, Galileo ha dimostrato che avrebbero oscillato alla stessa velocità, nonostante fossero tirati a lunghezze diverse.
Secondo Vincenzo Vivian, uno dei contemporanei di Galileo, fu nel 1641 mentre agli arresti domiciliari Galileo creò un disegno per un orologio a pendolo. Sfortunatamente, essendo cieco in quel momento, non fu in grado di completarlo prima della sua morte nel 1642. Di conseguenza, la pubblicazione di Christiaan Huygens di Horologriumoscillatoriumnel 1657 è riconosciuta come la prima proposta registrata per un orologio a pendolo.
Il settore:
Il cannone, che fu introdotto per la prima volta in Europa nel 1325, era diventato un pilastro della guerra ai tempi di Galileo. Essendo diventati più sofisticati e mobili, i cannonieri avevano bisogno di strumenti per aiutarli a coordinare e calcolare il loro fuoco. Come tale, tra il 1595 e il 1598, Galileo ideò e migliorò una bussola geometrica e militare per l'uso da parte di artiglieri e geometri.
Le bussole del cannoniere esistenti si basavano su due braccia ad angolo retto e su una scala circolare con un filo a piombo per determinare le quote. Nel frattempo, compassi matematici, o divisori, sviluppati durante questo periodo sono stati progettati con varie scale utili sulle loro gambe. Galileo combinò gli usi di entrambi gli strumenti, progettando una bussola o un settore su cui erano incise molte scale utili sulle gambe che potevano essere utilizzate per vari scopi.
Oltre a offrire un modo nuovo e più sicuro per i cannonieri di elevare accuratamente i loro cannoni, offriva anche un modo più rapido di calcolare la quantità di polvere da sparo necessaria in base alle dimensioni e al materiale della palla di cannone. Come strumento geometrico, ha permesso la costruzione di qualsiasi poligono regolare, il calcolo dell'area di qualsiasi poligono o settore circolare e una varietà di altri calcoli.
Il termometro di Galileo:
Alla fine del XVI secolo non esistevano mezzi pratici per gli scienziati per misurare il calore e la temperatura. I tentativi di correggere questo all'interno dell'intellighenzia veneziana hanno portato al termoscopio, uno strumento che si basava sull'idea dell'espansione dell'aria dovuta alla presenza di calore.
In ca. 1593, Galileo costruì la propria versione di un termoscopio che si basava sull'espansione e la contrazione dell'aria in una lampadina per spostare l'acqua in un tubo attaccato. Nel tempo, lui e i suoi colleghi hanno lavorato per sviluppare una scala numerica che misurasse il calore in base all'espansione dell'acqua all'interno del tubo.
E mentre ci vorrebbe un altro secolo prima che gli scienziati - come Daniel G. Fahrenheit e Anders Celsius - iniziassero a sviluppare scale di temperatura universali che potessero essere utilizzate in tale strumento, il termoscopio di Galileo rappresentò un grande passo avanti. Oltre a poter misurare il calore nell'aria, ha anche fornito informazioni meteorologiche quantitative per la prima volta in assoluto.
Telescopio di Galileo:
Mentre Galileo non ha inventato il telescopio, ha notevolmente migliorato su di loro. Nel corso di molti mesi nel 1609, svelò diversi progetti di telescopi che sarebbero diventati collettivamente noti come Telescopi Galileiani. Il primo, che costruì tra giugno e luglio del 1609, fu un cannocchiale a tre potenze, che sostituì ad agosto con uno strumento a otto potenze che presentò al Senato veneziano.
Nell'ottobre o novembre successivo, riuscì a migliorarlo con la creazione di un telescopio a venti potenze - lo stesso telescopio che usava per osservare la Luna, scoprire i quattro satelliti di Giove (da allora in poi noti come Lune Galilee), discernere il fasi di Venere, e risolvi le patch nebulose in stelle.
Queste scoperte aiutarono Galileo a far avanzare il Modello copernicano, che essenzialmente affermava che il Sole (e non la Terra) era il centro dell'universo (alias eliocentrismo). Avrebbe continuato a perfezionare ulteriormente i suoi progetti, creando infine un telescopio in grado di ingrandire gli oggetti di un fattore 30.
Sebbene questi telescopi fossero umili per gli standard moderni, rappresentavano un grande miglioramento rispetto ai modelli esistenti ai tempi di Galileo. Il fatto che sia riuscito a costruirle tutte da solo è un altro motivo per cui sono considerate le sue invenzioni più impressionanti.
A causa degli strumenti che ha creato e delle scoperte che hanno contribuito a fare, Galileo è giustamente riconosciuto come una delle figure più importanti della rivoluzione scientifica. I suoi numerosi contributi teorici ai campi della matematica, dell'ingegneria e della fisica sfidarono anche le teorie aristoteliche che erano state accettate per secoli.
In breve, era una delle poche persone che - attraverso la loro instancabile ricerca della verità scientifica - ha cambiato per sempre la nostra comprensione dell'universo e le leggi fondamentali che lo governano.
Space Magazine ha articoli sul telescopio di Galileo e gli scienziati vogliono riesumare il corpo di Galileo.
Per ulteriori informazioni, controlla il progetto Galileo e Galileo il telescopio e le leggi della dinamica.
Il cast di Astronomia ha un episodio sulla scelta e l'uso di un telescopio e su come costruirne uno tuo.
Fonte: NASA
