Galileo Galilei

Galileo di Vincenzo Bonaiuti de' Galilei (15. Februar 1564 – 8. Januar 1642), häufig bekannt als Galileo Galilei, war ein bekannter italienischer Astronom, Physiker und Ingenieur, der gelegentlich als Universalgelehrter bezeichnet wurde. Sein Geburtsort war Pisa, eine Stadt, die damals zum Herzogtum Florenz gehörte. Galileo gilt weithin als eine grundlegende Persönlichkeit der beobachtenden Astronomie, der modernen klassischen Physik, der wissenschaftlichen Methode und der zeitgenössischen Wissenschaft.

Galileo führte umfangreiche Forschungen zu Konzepten wie Geschwindigkeit, Geschwindigkeit, Schwerkraft, freiem Fall, dem Relativitätsprinzip, Trägheit und Projektilbewegung durch. Seine Arbeit erstreckte sich auch auf angewandte Wissenschaft und Technologie, wo er die Eigenschaften des Pendels aufklärte und „hydrostatische Waagen“ entwickelte. Er gilt als einer der ersten Erfinder des Thermoskops und als Schöpfer mehrerer Militärkompasse. Mit einem verbesserten Teleskop seiner eigenen Konstruktion machte er bedeutende astronomische Beobachtungen, darunter die Sterne der Milchstraße, die Phasen der Venus, die vier größten Monde des Jupiter, die Saturnringe, Mondkrater und Sonnenflecken. Darüber hinaus konstruierte er ein frühes Mikroskop.

Galileos Eintreten für den kopernikanischen Heliozentrismus stieß sowohl bei der katholischen Kirche als auch bei bestimmten astronomischen Gelehrten auf erheblichen Widerstand. Diese Frage wurde 1615 offiziell von der römischen Inquisition untersucht, die feststellte, dass seine Ansichten von den etablierten biblischen Interpretationen abwichen.

Galilei formulierte seine Ansichten anschließend im Dialog über die beiden wichtigsten Weltsysteme (1632). Diese Veröffentlichung wurde als Herausforderung und Satire auf Papst Urban VIII. empfunden und verärgerte damit sowohl den Papst als auch die Jesuiten, die zuvor überzeugte Anhänger Galileis gewesen waren. Infolgedessen wurde er von der Inquisition vor Gericht gestellt, als „vehement der Häresie verdächtigt“ erklärt und gezwungen, seine Behauptungen zu widerrufen. Den Rest seines Lebens verbrachte er unter Hausarrest. In dieser Zeit verfasste er Two New Sciences (1638), ein Werk, das sich hauptsächlich mit der Kinematik und der Mechanik von Materialien befasste.

Frühes Leben und familiärer Hintergrund

Galileo wurde am 15. Februar 1564 in Pisa, damals Teil des Herzogtums Florenz, als ältestes von sechs Kindern geboren. Sein Vater, Vincenzo Galilei, war ein angesehener Lautenist, Komponist und Musiktheoretiker, während seine Mutter, Giulia Ammannati, die Tochter eines angesehenen Kaufmanns war. Seine Eltern hatten 1562, zwei Jahre vor seiner Geburt, geheiratet, als Vincenzo 42 und Giulia 24 Jahre alt war. Galileo selbst entwickelte sich zu einem begabten Lautenisten.

Nur drei von Galileos fünf Geschwistern überlebten das Säuglingsalter. Sein jüngster Bruder, Michelangelo (auch bekannt als Michelagnolo), verfolgte ebenfalls eine Karriere als Lautenist und Komponist, ein Weg, der erheblich zu Galileis finanziellen Verpflichtungen im Laufe seines Lebens beitrug. Michelangelo erwies sich als unfähig, seinen Teil der Mitgift zu erfüllen, die ihr Vater ihren Schwagern versprochen hatte, was dazu führte, dass letztere rechtliche Schritte wegen ausstehender Zahlungen einleiteten. Darüber hinaus benötigte Michelangelo regelmäßig Kredite von Galileo, um seine musikalischen Aktivitäten und Reisen zu finanzieren. Dieser finanzielle Druck beeinflusste wahrscheinlich Galileis frühe Neigung, Erfindungen zu erfinden, die ein zusätzliches Einkommen generieren könnten.

Im Alter von acht Jahren zog Galileo Galileis Familie nach Florenz; Er blieb jedoch zwei Jahre lang in Pisa unter der Vormundschaft von Muzio Tedaldi. Als er zehn Jahre alt war, verließ er Pisa, um sich mit seiner Familie in Florenz wieder zu vereinen und erhielt anschließend Unterricht von Jacopo Borghini. Von 1575 bis 1578 fand seine Ausbildung, mit besonderem Schwerpunkt auf Logik, in der Abtei Vallombrosa statt, die etwa 30 Kilometer (19 Meilen) südöstlich von Florenz liegt.

Nomenklatur

Galilei bezeichnete sich selbst häufig nur mit seinem Vornamen. Zu dieser Zeit waren in Italien Nachnamen nicht allgemein obligatorisch, und sein Vorname hatte eine etymologische Wurzel mit seinem gelegentlichen Familiennamen Galilei. Sowohl sein persönlicher als auch sein Familienname stammen letztendlich von einem Vorfahren, Galileo Bonaiuti, der im Florenz des 15. Jahrhunderts ein bekannter Arzt, Professor und Politiker war. Wenn er mehrere Namen verwendete, bezeichnete er sich gelegentlich als Galileo Galilei Linceo, was seine Mitgliedschaft in der Accademia dei Lincei, einer angesehenen wissenschaftlichen Gesellschaft mit Sitz im Kirchenstaat, zum Ausdruck brachte. In der Toskana war es Mitte des 16. Jahrhunderts üblich, dass der älteste Sohn nach dem Nachnamen seiner Eltern benannt wurde. Folglich war die Benennung von Galileo Galilei nicht unbedingt eine direkte Hommage an seinen Vorfahren Galileo Bonaiuti.

Der italienische männliche Vorname „Galileo“, von dem der Nachname „Galilei“ abgeleitet ist, stammt vom lateinischen „Galilaeus“ ab, was „von Galiläa“ bedeutet. Diese biblische Bezeichnung wurde später Gegenstand eines angeblichen Wortspiels. Während der Galileo-Affäre im Jahr 1614 hielt Tommaso Caccini, ein Dominikanerpriester und Gegner von Galileo, eine umstrittene und eindringliche Predigt gegen ihn und zitierte eine Passage aus der Apostelgeschichte: „Ihr Männer von Galiläa, warum steht ihr da und schaut in den Himmel?“

Nachkommen

Trotz seines gläubigen katholischen Glaubens hatte Galilei außerehelich drei Kinder mit Marina Gamba: zwei Töchter, Virginia (geb. 1600) und Livia (geb. 1601), und einen Sohn, Vincenzo (geb. 1606).

Aufgrund ihres unehelichen Status hielt Galilei seine Töchter für unverheiratet, was entweder kostspielige finanzielle Unterstützung oder erhebliche Mitgift erforderlich machen würde, was die finanziellen Schwierigkeiten widerspiegelt, die er hatte hatte zuvor zwei seiner Schwestern getroffen. Folglich bestand ihre einzige ehrenvolle Option darin, in das Ordensleben einzutreten, was dazu führte, dass sie lebenslange Nonnen im Kloster San Matteo in Arcetri wurden.

Beim Eintritt in das Kloster nahm Virginia den Namen Maria Celeste an. Sie starb am 2. April 1634 und ist neben Galileo in der Basilika Santa Croce in Florenz beigesetzt. Livia, die den Namen Schwester Arcangela annahm, litt den größten Teil ihres Lebens an chronischen Krankheiten. Vincenzo wurde anschließend als rechtmäßiger Erbe Galileis legitimiert und heiratete Sestilia Bocchineri.

Karriere und erste wissenschaftliche Beiträge

Als junger Mann dachte Galilei ernsthaft darüber nach, das Priestertum zu übernehmen; Er gab jedoch dem Drängen seines Vaters nach und immatrikulierte sich 1580 an der Universität von Pisa, um ein Medizinstudium anzustreben. Seine geistige Entwicklung wurde durch die Vorlesungen von Girolamo Borro, Domingo de Soto und Francesco Buonamici aus Florenz geprägt. Im Jahr 1581 beobachtete er während seines Medizinstudiums einen schwingenden Kronleuchter, dessen Schwingungen, beeinflusst durch Luftströmungen, in der Amplitude variierten. Indem er seine Bewegung mit seinem Puls verglich, erkannte er, dass der Kronleuchter jeden Schwung in der gleichen Dauer ausführte, unabhängig von der Größe des Bogens. Als er nach Hause zurückkehrte, führte er ein Experiment mit zwei Pendeln gleicher Länge durch, bei denen eines in einem weiten Bogen und das andere in einem schmalen Bogen schwingte, um zu bestätigen, dass sie eine synchronisierte Zeitsteuerung aufrechterhielten. Dennoch wurde die tautochrone Eigenschaft eines schwingenden Pendels erst fast ein Jahrhundert später von Christiaan Huygens zur Konstruktion einer präzisen Uhr genutzt. Bis zu diesem Zeitpunkt hatte sich Galilei bewusst von der Mathematik ferngehalten, da der Arztberuf eine höhere finanzielle Vergütung bot als der eines Mathematikers. Doch nachdem er versehentlich eine Geometrievorlesung besucht hatte, überredete er seinen zögerlichen Vater, ihm ein Studium der Mathematik und Naturphilosophie statt der Medizin zu erlauben. Anschließend erfand er ein Thermoskop, einen Vorläufer des modernen Thermometers, und veröffentlichte 1586 eine kurze Abhandlung, in der er den Aufbau einer von ihm entwickelten hydrostatischen Waage detailliert beschreibt, eine Erfindung, die ihm erstmals Anerkennung in der akademischen Gemeinschaft einbrachte. Galileo beschäftigte sich auch mit dem Studium von Disegno, einem Konzept, das die bildende Kunst umfasst, und sicherte sich 1588 eine Stelle als Dozent an der Accademia delle Arti del Disegno in Florenz, wo er Perspektive und Hell-Dunkel lehrte. Im selben Jahr hielt er auf Einladung der Florentiner Akademie zwei Vorträge mit dem Titel „Über Form, Lage und Größe von Dantes Inferno“ und versuchte, ein strenges kosmologisches Modell von Dantes Inferno vorzustellen. Beeinflusst vom künstlerischen Erbe der Stadt und den Werken von Künstlern der Renaissance entwickelte Galileo ein tiefgreifendes ästhetisches Gespür. Während seiner frühen Tätigkeit als Lehrer an der Accademia entwickelte er eine lebenslange Freundschaft mit dem Florentiner Maler Cigoli.

1589 wurde Galileo auf die Professur für Mathematik in Pisa berufen. Sein Vater starb 1591 und überließ Galilei die Verantwortung für die Pflege seines jüngeren Bruders Michelagnolo. Im Jahr 1592 wechselte er an die Universität Padua, wo er bis 1610 Vorlesungen über Geometrie, Mechanik und Astronomie hielt. Während dieser Amtszeit erzielte Galileo bemerkenswerte Fortschritte sowohl in der grundlegenden theoretischen Wissenschaft als auch in der praktisch angewandten Wissenschaft. Seine vielfältigen Interessen erstreckten sich auf das Studium der Astrologie, die damals als integrale Disziplin galt, die mit Mathematik, Astronomie und Medizin verbunden war. Darüber hinaus betrieb Galileo praktische Wasserbautechnik und sicherte sich 1594 von der Republik Venedig ein Patent für eine von Pferden angetriebene Wasserpumpe.

Astronomie

Keplers Supernova

Tycho Brahe und andere Astronomen hatten zuvor die Supernova von 1572 beobachtet. Ein Brief von Ottavio Brenzoni an Galilei vom 15. Januar 1605 machte Galilei sowohl auf die Supernova von 1572 als auch auf die schwächere Nova von 1601 aufmerksam. Galilei beobachtete und analysierte anschließend Keplers Supernova im Jahr 1604. Da diese neu erscheinenden Sterne keine erkennbaren Anzeichen zeigten Aufgrund der Tagesparallaxe folgerte Galilei, dass es sich um entfernte Himmelskörper handelte, und widerlegte damit die aristotelische Lehre von der unveränderlichen Natur des Himmels.

Brechungsteleskop

Im Jahr 1609 konstruierte Galileo ein Teleskop mit etwa 3-facher Vergrößerung und stützte sich dabei möglicherweise ausschließlich auf Beschreibungen des ersten praktischen Teleskops, das Hans Lippershey 1608 in den Niederlanden patentieren ließ. Anschließend entwickelte er verbesserte Versionen und erreichte Vergrößerungen von bis zu etwa 30-fach. Ein Galilei-Teleskop ermöglichte es Beobachtern, vergrößerte, aufrechte Bilder auf der Erde zu betrachten und fungierte als das, was allgemein als Erdteleskop oder Fernglas bekannt ist. Galilei nutzte es auch für Himmelsbeobachtungen und wurde zu einem der wenigen Menschen, die in dieser Zeit in der Lage waren, für solche Zwecke geeignete Teleskope zu bauen. Am 25. August 1609 präsentierte er den venezianischen Gesetzgebern eines seiner frühen Teleskope mit 8- oder 9-facher Vergrößerung. Diese Teleskope dienten auch als lukratives Nebengeschäft für Galileo, der sie an Händler verkaufte, die sie für den maritimen Gebrauch und als Handelswaren wertvoll fanden. Seine ersten teleskopischen astronomischen Beobachtungen wurden im März 1610 in einer kurzen Abhandlung mit dem Titel Sidereus Nuncius (Sternenbote) veröffentlicht.

Der Mond

Am 30. November 1609 richtete Galilei sein Teleskop auf den Mond. Obwohl er nicht der erste war, der den Mond teleskopisch beobachtete (der englische Mathematiker Thomas Harriot hatte dies vier Monate zuvor getan und nur eine „seltsame Fleckenbildung“ festgestellt), war Galileo der erste, der die ungleichmäßige Mondabschwächung genau auf Lichtverdeckung zurückführte, die durch Berge und Krater auf der Mondoberfläche verursacht wurde. Zu seinen Untersuchungen gehörte auch die Erstellung topografischer Karten und die Schätzung von Berghöhen. Diese Erkenntnisse stellten den von Aristoteles vertretenen, seit langem vertretenen Glauben in Frage, dass der Mond eine durchscheinende und perfekte Kugel sei, und widersprachen Dantes Darstellung des Mondes als „ewige Perle, die prächtig in den himmlischen Empyrian aufsteigt“. Galileo wird gelegentlich die Entdeckung der Mondlibration im Breitengrad von 1632 zugeschrieben, obwohl Thomas Harriot oder William Gilbert möglicherweise frühere Beobachtungen gemacht haben.

Der Maler Cigoli, ein Freund von Galileo, baute eine realistische Darstellung des Mondes in eines seiner Kunstwerke ein und nutzte wahrscheinlich sein eigenes Teleskop für die Beobachtung.

Jupitermonde

Am 7. Januar 1610 beobachtete Galileo durch sein Teleskop, was er ursprünglich als „drei Fixsterne, die aufgrund ihrer Kleinheit völlig unsichtbar waren“ beschrieb, alle in der Nähe von Jupiter positioniert und in einer geraden Linie mit ihm ausgerichtet. Nachfolgende nächtliche Beobachtungen ergaben, dass sich die relativen Positionen dieser „Sterne“ zum Jupiter in einer Weise veränderten, die nicht mit Fixsternen vereinbar war. Am 10. Januar bemerkte Galileo das Verschwinden eines davon, was er darauf zurückführte, dass es hinter Jupiter verborgen war. Innerhalb weniger Tage, am 15. Januar, kam er zu dem Schluss, dass diese Körper Jupiter umkreisten, und entdeckte dabei drei der vier größten Jupitermonde. Diese Entdeckung lieferte überzeugende Beweise für das heliozentrische Modell von Kopernikus. Galileo nannte dieses Quartett die Medicäischen Sterne und ehrte damit seinen zukünftigen Gönner, Cosimo II. de' Medici, Großherzog der Toskana, und Cosimos drei Brüder. Später benannten Astronomen sie jedoch in Anerkennung ihres Entdeckers in Galiläische Satelliten um. Diese Satelliten wurden am 8. Januar 1610 unabhängig voneinander von Simon Marius entdeckt und sind heute als Io, Europa, Ganymed und Callisto bekannt, Namen, die Marius in seiner Veröffentlichung von 1614 Mundus Iovialis

Galileos Beobachtungen der Jupitermonde lösten erhebliche astronomische Kontroversen aus, da das Konzept eines Planeten, der von kleineren Himmelskörpern umkreist wird, den Grundsätzen der aristotelischen Kosmologie widersprach, die besagte, dass sich alle Himmelskörper um die Erde drehten. Infolgedessen lehnten viele Astronomen und Philosophen Galileis Behauptungen zunächst ab. Die Schwierigkeit, Galileis Beobachtungen zu bestätigen, verschärfte das Problem zusätzlich. Während einer Demonstration in Bologna hatten die Teilnehmer Schwierigkeiten, die Monde zu erkennen. Martin Horky, einer der Teilnehmer, bemerkte, dass bestimmte Fixsterne wie Spica Virginis durch das Teleskop verdoppelt erschienen, und interpretierte dies als Beweis für die trügerische Natur des Instruments bei der Betrachtung von Himmelsobjekten, was Zweifel an der Existenz der Monde aufkommen ließ. Dennoch bestätigte das Observatorium von Christopher Clavius in Rom die Beobachtungen, und trotz der Ungewissheit über ihre Interpretation wurde Galilei bei seiner Ankunft heldenhaft empfangen. Galileo überwachte die Satelliten in den folgenden achtzehn Monaten weiter und hatte bis Mitte 1611 bemerkenswert genaue Schätzungen für ihre Umlaufperioden abgeleitet, eine Leistung, die Johannes Kepler zunächst für unmöglich gehalten hatte.

Galilei erkannte den praktischen Nutzen seiner Entdeckung. Die genaue Bestimmung der Ost-West-Position eines Schiffes auf See erforderte die Synchronisierung seiner Bordchronometer mit denen am Nullmeridian. Die Lösung dieses Längendilemmas war für die Sicherheit des Seeverkehrs von entscheidender Bedeutung und veranlasste Spanien und später auch Holland, erhebliche Belohnungen für eine praktikable Lösung anzubieten. Angesichts der häufigen und genau vorhersehbaren Mondfinsternisse, die er identifiziert hatte, schlug Galilei deren Verwendung zur Kalibrierung von Schiffsuhren vor und suchte daraufhin nach den etablierten Preisen. Obwohl sich die Beobachtung dieser Monde von einem fahrenden Schiff aus als unpraktisch erwies, fand die Technik Anwendung in der terrestrischen Vermessung und trug insbesondere zur Neukartierung Frankreichs bei.

Die Phasen der Venus

Galileo dokumentierte ab September 1610, dass die Venus einen vollständigen Phasenzyklus aufweist, analog zu denen des Mondes. Das heliozentrische Modell des Sonnensystems von Nikolaus Kopernikus postulierte die Sichtbarkeit aller Phasen, da die Umlaufbahn der Venus um die Sonne ihre beleuchtete Hemisphäre zur Erde hin ausrichten würde, wenn sie sich auf der anderen Seite der Sonne befindet, und von der Erde weg, wenn sie sich auf der nahen Seite befindet. Umgekehrt schloss das geozentrische Modell des Ptolemäus den Schnittpunkt einer Planetenbahn mit der Himmelssphäre aus, in der sich die Sonne befand. Herkömmlicherweise befand sich die Umlaufbahn der Venus ausschließlich auf der sonnennahen Seite, sodass nur die Mondsichel und neue Phasen beobachtet werden konnten. Alternativ würde eine Positionierung ganz auf der anderen Seite der Sonne nur die Beobachtung von Gibbous- und Vollphasen ermöglichen. Nach Galileis Teleskopbeobachtungen, die die Halbmond-, die gewölbte und die Vollphase der Venus enthüllten, wurde das ptolemäische Modell unhaltbar. Folglich veranlasste seine Entdeckung im frühen 17. Jahrhundert die meisten Astronomen dazu, eines von mehreren geoheliozentrischen Planetenmodellen zu übernehmen, darunter das Tychonic-, das Capellan- und das Extended-Capellan-System, die jeweils eine täglich rotierende Erde einbeziehen oder weglassen. Diese Modelle erklärten erfolgreich die Phasen der Venus, ohne dass die Vorhersage des vollständigen Heliozentrismus hinsichtlich der Sternparallaxe „widerlegt“ werden musste.

Beobachtungen von Saturn und Neptun

Im Jahr 1610 richtete Galilei seine Beobachtungen auch auf den Saturn, wobei er seine Ringe zunächst fälschlicherweise als eigenständige Planetenkörper interpretierte und ihn daher als ein Dreifachsystem auffasste. Nachfolgende Beobachtungen ergaben, dass die Saturnringe direkt auf der Erde lagen, was ihn zu dem Schluss brachte, dass zwei der Himmelskörper verschwunden waren. Das Wiederauftauchen der Ringe während seiner Beobachtungen im Jahr 1616 verstärkte seine Verwirrung noch.

Galilei beobachtete den Planeten Neptun im Jahr 1612. In seinen Notizbüchern wurde er als einer von zahlreichen unauffälligen schwachen Sternen verzeichnet. Obwohl er ihn nicht als Planeten identifizierte, dokumentierte er seine Bewegung relativ zu den Hintergrundsternen, bevor er nicht mehr in seinen Beobachtungsbereich fiel.

Sonnenflecken

Galileo führte Untersuchungen von Sonnenflecken sowohl mit bloßem Auge als auch mit Teleskopen durch. Das Vorhandensein dieser Flecken stellte eine zusätzliche Herausforderung für die aristotelische Lehre eines unveränderlichen und perfekten himmlischen Reiches dar. Darüber hinaus lieferte eine beobachtete jährliche Variation ihrer Flugbahnen, die von Francesco Sizzi und anderen Astronomen zwischen 1612 und 1613 dokumentiert wurde, überzeugende Beweise sowohl gegen das ptolemäische System als auch gegen Tycho Brahes geoheliozentrisches Modell. Ein umstrittener Streit über die Priorität der Entdeckung von Sonnenflecken und deren Interpretation löste eine langwierige und erbitterte Rivalität zwischen Galileo und dem Jesuiten Christoph Scheiner aus. Mark Welser, dem Scheiner zunächst seine Erkenntnisse mitgeteilt hatte und der anschließend Galileis Einschätzung einholte, war in die Kontroverse verwickelt. Weder Galileo noch Scheiner waren sich der früheren Beobachtungen und Veröffentlichungen von Johannes Fabricius zu Sonnenflecken bewusst.

Die Milchstraße und Sternbeobachtungen

Galileo beobachtete die Milchstraße, die zuvor als nebulöses Gebilde galt, und stellte fest, dass sie aus einer riesigen Ansammlung von Sternen bestand, die so dicht konzentriert waren, dass sie von der Erde aus ein wolkenartiges Aussehen hatten. Er identifizierte auch zahlreiche andere Sterne, die zu weit entfernt waren, um ohne optische Hilfe erkennbar zu sein. Im Jahr 1617 dokumentierte er den Doppelstern Mizar im Sternbild Ursa Major.

In Starry Messenger beobachtete Galileo, dass sich Sterne als bloße Lichtpunkte darstellten, deren Aussehen durch die Teleskopvergrößerung weitgehend unverändert blieb, im Gegensatz zu Planeten, die das Teleskop in verschiedene Scheiben auflöste. In seinem späteren Werk Letters on Sunspots dokumentierte er jedoch später, dass das Teleskop sowohl bei Sternen als auch bei Planeten eine „ziemlich runde“ Morphologie aufwies. Anschließend bekräftigte er immer wieder, dass Teleskope die sphärische Natur von Sternen demonstrierten und ihren scheinbaren Durchmesser bei Betrachtung durch das Instrument in wenigen Bogensekunden angaben. Darüber hinaus entwickelte Galileo eine Technik zur Bestimmung der scheinbaren Größe eines Sterns ohne den Einsatz eines Teleskops. Wie in seinem Dialog über die beiden wichtigsten Weltsysteme ausführlich beschrieben, bestand diese Methode darin, ein dünnes Seil in seiner Sichtlinie zu einem Stern aufzuhängen und die maximale Entfernung zu messen, bei der das Seil den Stern vollständig verdeckte. Mithilfe dieser Messungen – der Entfernung und der Breite des Seils – konnte er die Winkelgröße berechnen, die der Stern von seinem Beobachtungspunkt aus einnahm.

In seinem Dialog dokumentierte Galileo seine Erkenntnisse, dass ein Stern erster Größe einen scheinbaren Durchmesser von nicht mehr als 5 Bogensekunden aufwies, während ein Stern sechster Größe ungefähr ⁵/₆ Bogensekunden maß. Im Einklang mit vielen zeitgenössischen Astronomen verstand Galileo nicht, dass es sich bei diesen gemessenen scheinbaren Sterngrößen um Artefakte handelte, die auf Beugung und atmosphärische Interferenzen zurückzuführen waren, und dass sie keinen Hinweis auf die tatsächliche physikalische Größe der Sterne gaben. Dennoch waren die von Galileo berechneten Werte deutlich kleiner als frühere Schätzungen für die hellsten Sterne, darunter auch die von Brahe. Diese Verringerung der geschätzten Größe ermöglichte es Galileo, antikopernikanische Behauptungen in Frage zu stellen, wie etwa Tycho Brahes Argument, dass Sterne unplausibel groß sein müssten, damit ihre jährlichen Parallaxen nicht beobachtbar seien. Andere Astronomen, darunter Simon Marius, Giovanni Battista Riccioli und Martinus Hortensius, führten vergleichbare Sternmessungen durch; Marius und Riccioli kamen jedoch zu dem Schluss, dass selbst diese reduzierten Größen nicht ausreichten, um Tychos Argument endgültig zu widerlegen.

Theorie der Gezeiten

Im Jahr 1615 behauptete Kardinal Bellarmin, dass das kopernikanische System zu seiner Verteidigung „einen echten physischen Beweis dafür benötige, dass die Sonne nicht die Erde umkreist, sondern die Erde die Sonne umkreist“. Galilei glaubte, dass seine Gezeitentheorie genau einen solchen empirischen Beweis lieferte. Die Bedeutung dieser Theorie für Galileo war so groß, dass sein bahnbrechendes Werk „Dialog über die beiden wichtigsten Weltsysteme“ ursprünglich den Titel „Dialog über Ebbe und Flut des Meeres“ trug. Die Inquisition ordnete jedoch später die Entfernung des Gezeitenhinweises aus dem Titel der Veröffentlichung an.

Galileo postulierte, dass Gezeiten durch die Schwingungen des Meereswassers entstanden seien, ein Phänomen, das er auf die unterschiedlichen Geschwindigkeiten von Punkten auf der Erdoberfläche aufgrund ihrer axialen Rotation und Umlaufbahn um die Sonne zurückführte. Seine erste Abhandlung über Gezeiten veröffentlichte er 1616 und widmete sie Kardinal Orsini. Sein theoretischer Rahmen bot Einblicke in die Art und Weise, wie die Morphologie von Meeresbecken die Stärke und Periodizität der Gezeiten beeinflusste, und erklärte beispielsweise die minimale Gezeitenaktivität, die im zentralen Adriatischen Meer im Vergleich zu seinen Enden beobachtet wurde.

Dennoch erwies sich Galileis Gezeitentheorie als unzureichend, um beobachtete Gezeitenphänomene zu erklären. Es sagte nur eine einzige tägliche Flut voraus, die er in seinem Bericht von 1616 im Atlantik behauptete. Er führte die in Venedig und anderen Orten beobachteten zwei täglichen Fluten auf Nebenfaktoren wie die Konfiguration und Tiefe des Meeres zurück. Allerdings gibt es im Atlantik und in den meisten anderen Ozeanen halbtägliche Gezeiten (zweimal täglich). Als Galilei diese Diskrepanz erkannte, präsentierte er seine Theorie im Dialog, ohne ausdrücklich den Atlantik oder andere Regionen mit einmal täglichen Gezeiten zu erwähnen, wodurch die Frage der täglichen Gezeitenmuster ungelöst blieb. Darüber hinaus lehnte er die von Johannes Kepler vertretene alte und zeitgenössische Vorstellung ab, dass der Mond einen kausalen Einfluss auf die Gezeiten ausübe – ein Konzept, das für zeitgenössische Gezeitentheorien von grundlegender Bedeutung ist.

Kontroverse um Kometen und The Assayer

Im Jahr 1619 geriet Galilei in einen bedeutenden Streit mit Pater Orazio Grassi, einem Mathematikprofessor am Jesuiten Collegio Romano. Ursprünglich konzentrierte sich diese Meinungsverschiedenheit auf die grundsätzliche Natur von Kometen, entwickelte sich aber 1623 zu einer breiteren Debatte über das Wesen der wissenschaftlichen Forschung selbst, als Galilei seinen abschließenden Beitrag zu der Kontroverse veröffentlichte: „Der Prüfer“ (Il Saggiatore). Auf der Titelseite der Veröffentlichung wird Galileo als Philosoph und „Matematico Primario“ (Chefmathematiker) des Großherzogs der Toskana ausgewiesen.

Der Prüfer wird häufig als Galileis wissenschaftliches Manifest bezeichnet, da es seine methodischen Prinzipien für wissenschaftliche Untersuchungen ausführlich darlegt. Anfang 1619 veröffentlichte Pater Grassi anonym eine Broschüre mit dem Titel Eine astronomische Disputation über die drei Kometen des Jahres 1618, in der die Eigenschaften eines Ende November des Vorjahres beobachteten Kometen untersucht wurden. Grassi postulierte, dass es sich bei dem Kometen um ein glühendes Gebilde handele, das ein Segment eines Großkreises in gleichbleibender geozentrischer Entfernung durchquere, was auf seine größere Entfernung als der Mond aufgrund seiner langsameren Himmelsbewegung schließen ließ.

Grassis Thesen und Erkenntnisse wurden anschließend in Discourse on Comets kritisiert, einer Veröffentlichung, die Mario Guiducci zugeschrieben wird, einem florentinischen Anwalt und Schüler Galileis, aber Galileo selbst war der Hauptautor. Während Galileo und Guiducci keine schlüssige Theorie über die Natur von Kometen vorstellten, stellten sie doch mehrere vorläufige Hypothesen auf, die inzwischen widerlegt wurden. (Tycho Brahe hatte zu diesem Zeitpunkt bereits die genaue Methodik für die Untersuchung von Kometen dargelegt.) Der einleitende Teil von Galileis und Guiduccis Diskurs enthielt eine ungerechtfertigte Beleidigung des Jesuiten Christoph Scheiner, und der Text enthielt zahlreiche abfällige Kommentare, die sich an die Professoren des Collegio Romano richteten. Diese Äußerungen lösten bei den Jesuiten Verärgerung aus und veranlassten Grassi, seine eigene polemische Antwort herauszugeben: The Astronomical and Philosophical Balance, veröffentlicht unter dem Pseudonym Lothario Sarsio Sigensano, angeblich ein Schüler von ihm. Galileis beeindruckende Erwiderung auf die Astronomische Waage war Der Prüfer. Dieses Werk gilt weithin als wegweisendes Beispiel polemischen Schreibens und zeichnet sich durch eine scharfe Kritik an „Sarsis“ Argumenten aus. Es erntete großes Lob und fand besonders großen Anklang beim neu gewählten Papst Urban VIII., dem es gewidmet war. Im vorangegangenen Jahrzehnt hatte Barberini, der spätere Urban VIII., in Rom seine Unterstützung für Galileo und die Lincea-Akademie demonstriert.

Der Streit zwischen Galilei und Grassi führte zur dauerhaften Entfremdung zahlreicher Jesuiten. Galilei und seine Mitarbeiter waren davon überzeugt, dass diese Jesuiten maßgeblich an seiner späteren Verurteilung beteiligt waren, obwohl endgültige, untermauernde Beweise für diese Behauptung noch ausbleiben.

Kontroverse um Heliozentrismus

Während des Konflikts Galileis mit der Kirche erlebte Europa aufgrund der Religionskriege und der Gegenreformation erhebliche Umwälzungen. Die meisten gebildeten Menschen hielten sich entweder an das aristotelische geozentrische Modell, das die Erde als Zentrum des Universums postulierte und von allen Himmelskörpern umkreist wurde, oder an Tycho Brahes Hybridsystem, das Geozentrismus und Heliozentrismus vereinte. Galileis Eintreten für den Heliozentrismus stieß sowohl auf theologischen als auch auf wissenschaftlichen Widerstand. Theologische Einwände gingen auf biblische Interpretationen zurück, die eine Unbeweglichkeit der Erde nahelegten. Der wissenschaftliche Widerstand kam von Brahe, der behauptete, dass der Heliozentrismus eine beobachtbare jährliche Sternparallaxe erfordere, die zu diesem Zeitpunkt noch nicht entdeckt wurde. Aristarchus und Kopernikus hatten zutreffend die Hypothese aufgestellt, dass die Parallaxe aufgrund der enormen Entfernungen der Sterne vernachlässigbar sei. Dennoch entgegnete Brahe, dass, wenn Sterne tatsächlich so weit entfernt wären, ihre scheinbare messbare Winkelgröße Dimensionen bedeuten würde, die weit über die Umlaufbahn der Sonne oder sogar der Erde hinausgehen würden. Erst deutlich später stellten Astronomen fest, dass die scheinbare Helligkeit von Sternen auf ein optisches Phänomen zurückzuführen ist, das als Airy-Scheibe bekannt ist und ihre intrinsische Helligkeit und nicht ihre tatsächlichen physikalischen Abmessungen widerspiegelt.

Galilei untermauerte seine heliozentrischen Argumente mit astronomischen Beobachtungen aus dem Jahr 1609. Im Jahr 1611, gleichzeitig mit der Anerkennung der Teleskopentdeckungen Galileis durch die Jesuitenmitglieder des Collegio Romano, a Kardinalkommission leitete eine Untersuchung zu Galileo ein. Diese Untersuchung zielte darauf ab, seine Beteiligung am Prozess gegen Cesare Cremonini zu ermitteln, einen ehemaligen Kollegen an der Universität Padua, der wegen Ketzerei angeklagt wurde. Diese Untersuchungen stellen den ersten Fall dar, in dem Galileis Name in der römischen Inquisition erwähnt wird.

Im Dezember 1613 forderte Großherzogin Christina von Florenz Benedetto Castelli, einen Freund und Anhänger Galileis, wegen biblischer Einwände gegen die Erdbewegung heraus. Diese Begegnung veranlasste Galileo, einen achtseitigen Brief an Castelli zu verfassen, in dem er behauptete, dass der Heliozentrismus nicht im Widerspruch zu den biblischen Schriften stehe und dass die Bibel eher als Autorität für Glauben und Moral als für wissenschaftliche Fragen diene. Obwohl unveröffentlicht, erlangte dieser Brief weite Verbreitung. Zwei Jahre später verfasste Galileo einen vierzigseitigen Brief an Christina, in dem er diese Argumente weiter ausführte.

Bis 1615 hatte Pater Niccolò Lorini Galileis heliozentrische Schriften der römischen Inquisition vorgelegt. Lorini behauptete, dass Galileo und seine Anhänger versuchten, die Bibel neu zu interpretieren, eine Tat, die als Verstoß gegen das Konzil von Trient galt und in gefährlicher Weise dem Protestantismus ähnelte. Er bezog sich ausdrücklich auf Galileis Brief an Castelli. Als Reaktion darauf reiste Galilei nach Rom, um für sich und seine Theorien einzutreten. Anfang 1616 begann Francesco Ingoli einen wissenschaftlichen Austausch mit Galileo und übermittelte einen Aufsatz, der das kopernikanische System in Frage stellte. Galilei stellte später fest, dass dieser Aufsatz für die späteren Maßnahmen gegen den Kopernikanismus von entscheidender Bedeutung war. Es ist plausibel, dass Ingoli von der Inquisition damit beauftragt wurde, eine gutachterliche Beurteilung des Streits vorzunehmen, wobei sein Aufsatz die Grundlage für das Verfahren der Inquisition bildete. Der Aufsatz präsentierte achtzehn physikalische und mathematische Argumente gegen den Heliozentrismus und stützte sich dabei maßgeblich auf die Behauptungen von Tycho Brahe, insbesondere auf die Behauptung, dass der Heliozentrismus bedeuten würde, dass Sterne erheblich größer als die Sonne erscheinen würden. Obwohl der Aufsatz auch vier theologische Argumente enthielt, empfahl Ingoli Galilei, sich auf die physikalischen und mathematischen Punkte zu konzentrieren und jegliche Erwähnung von Galileis biblischen Interpretationen bewusst wegzulassen.

Im Februar 1616 erklärte eine Inquisitionskommission den Heliozentrismus offiziell für „töricht und absurd in der Philosophie und formal ketzerisch, da er an vielen Stellen ausdrücklich dem Sinn der Heiligen Schrift widerspricht.“ Die Inquisition stellte außerdem fest, dass das Konzept der Erdbewegung „in der Philosophie das gleiche Urteil erfährt und ... im Hinblick auf die theologische Wahrheit zumindest im Glauben falsch ist“. Papst Paul V. wies daraufhin Kardinal Bellarmin an, dieses Urteil Galilei mitzuteilen und ihm zu befehlen, auf den Heliozentrismus zu verzichten. Am 26. Februar wurde Galileo in Bellarmins Residenz gerufen und angewiesen, „die Meinung, dass die Sonne im Mittelpunkt der Welt stillsteht und die Erde sich bewegt, völlig aufzugeben und sie von nun an in keiner Weise zu vertreten, zu lehren oder zu verteidigen, weder mündlich noch schriftlich.“ Gleichzeitig erließ die Indexkongregation ein Dekret, das Kopernikus‘ „De Revolutionibus“ und andere heliozentrische Texte bis zu ihrer Überarbeitung verbot.

Für das folgende Jahrzehnt distanzierte sich Galilei weitgehend von der heliozentrischen Kontroverse. Er nahm seine Bemühungen, ein Buch zu diesem Thema zu verfassen, erneut auf, was durch die Wahl von Kardinal Maffeo Barberini zum Papst Urban VIII. im Jahr 1623 vorangetrieben wurde. Barberini, ein persönlicher Freund und Bewunderer Galileis, hatte sich zuvor der 1616 gegen ihn ausgesprochenen Ermahnung widersetzt. Galileis daraus resultierendes Werk Dialog über die beiden wichtigsten Weltsysteme wurde 1632 veröffentlicht, nachdem er von der Inquisition die formelle Genehmigung erhalten hatte und päpstliche Sanktion.

Zuvor hatte Papst Urban VIII. persönlich darum gebeten, dass Galileo in dem Buch sowohl Argumente für als auch gegen den Heliozentrismus darlegt, und ihn davor gewarnt, sich für das heliozentrische Modell einzusetzen. Unabhängig von der Absicht verstrickte sich Simplicio, der Befürworter der aristotelischen geozentrischen Perspektive im Dialog über die beiden wichtigsten Weltsysteme, häufig in seine eigenen logischen Irrtümer und schien gelegentlich intellektuell mangelhaft zu sein. Obwohl Galileo im Vorwort des Buches behauptete, dass die Figur nach einem berühmten aristotelischen Philosophen benannt wurde (Simplicius auf Lateinisch, „Simplicio“ auf Italienisch), hat der italienische Begriff „Simplicio“ auch die abwertende Konnotation von „Einfaltspinsel“.

Die Darstellung von Simplicio positionierte Dialog über die beiden wichtigsten Weltsysteme folglich als polemisches Werk, das den aristotelischen Geozentrismus herausforderte Verfechter der kopernikanischen Theorie. Die meisten Historiker sind sich einig, dass Galilei nicht die Absicht hatte, satirisch zu sein, und von der Resonanz seiner Veröffentlichung wirklich erstaunt war.

Der Papst nahm den wahrgenommenen öffentlichen Affront oder das Eintreten für den Kopernikanismus jedoch nicht auf die leichte Schulter. Dava Sobel geht davon aus, dass Papst Urban VIII. vor dem Prozess gegen Galileo im Jahr 1633 und der anschließenden Verurteilung wegen Häresie mit dem Vorwurf konfrontiert wurde, die Kirche nicht verteidigt zu haben, und sich in Gerichtsintrigen und Staatsangelegenheiten vertiefte, wobei er sogar um sein eigenes Leben fürchtete. In diesem Zusammenhang weist Sobel darauf hin, dass Urban sich von Galileis Dialogen betrogen fühlte, ein Gefühl, das von Gerichtsinsidern und Galileis Gegnern ausgenutzt wurde. Mario Livio kontextualisiert die Galileo-Affäre im modernen wissenschaftlichen und politischen Diskurs und zieht Parallelen zur zeitgenössischen Wissenschaftsleugnung.

Nachdem er seinen einflussreichsten Unterstützer, den Papst, verärgert hatte, erhielt Galileo im September 1632 eine Vorladung nach Rom, um seine Veröffentlichungen zu verteidigen. Er kam im Februar 1633 an und wurde anschließend dem Inquisitor Vincenzo Maculani vorgeführt, um sich einer Anklage zu stellen. Während des gesamten Verfahrens beteuerte Galilei stets, er habe sich treu an sein Versprechen von 1616 gehalten, keine verurteilten Meinungen zu unterstützen, und bestritt zunächst sogar deren Verteidigung. Dennoch ließ er sich schließlich zu dem Eingeständnis überreden, dass ein Leser seines Dialogs ihn trotz seiner erklärten Absichten vernünftigerweise als Befürwortung des Kopernikanismus interpretieren könnte. Angesichts Galileis ziemlich unglaubwürdiger Ablehnung, nach 1616 jemals kopernikanische Ansichten vertreten zu haben oder sie im Dialog verteidigen zu wollen, endete sein letztes Verhör im Juli 1633 mit der Androhung von Folter, wenn er die Wahrheit nicht preisgab; dennoch hielt er trotz dieses Zwanges an seiner Ablehnung fest.

Das Urteil der Inquisition wurde am 22. Juni verkündet und umfasste drei grundlegende Komponenten:

• Galileo wurde für „vehement der Häresie verdächtigt“ erklärt (obwohl er nicht offiziell angeklagt wurde, wodurch körperliche Bestrafung vermieden wurde), weil er die Überzeugung vertrat, dass die Sonne im Zentrum des Universums stationär bleibt, dass die Erde nicht im Mittelpunkt steht und sich bewegt, und dass man eine Meinung auch dann für wahrscheinlich halten und verteidigen kann, wenn sie als im Widerspruch zur Heiligen Schrift erklärt wurde. Er wurde beauftragt, diese spezifischen Meinungen „abzuschwören, zu verfluchen und zu verabscheuen“.
• Er erhielt nach Ermessen der Inquisition eine formelle Haftstrafe. Am folgenden Tag wurde dieser in Hausarrest umgewandelt, eine Bedingung, unter der er für den Rest seines Lebens blieb.
• Sein umstrittenes Werk, der Dialog, wurde verboten. Darüber hinaus wurde in einer Maßnahme, die während des Prozesses nicht öffentlich bekannt gegeben wurde, die Veröffentlichung seiner zukünftigen oder bestehenden Werke verboten.

Eine populäre Legende erzählt, dass Galilei, nachdem er seine heliozentrische Theorie widerrufen hatte, angeblich den trotzigen Satz murmelte: „Und doch bewegt es sich.“ Das früheste dokumentierte Beispiel dieser Legende tauchte ein Jahrhundert nach seinem Tod auf. Diese Erzählung wird durch eine Behauptung über ein Gemälde aus den 1640er Jahren gestützt, das dem spanischen Künstler Bartolomé Esteban Murillo oder seiner Schule zugeschrieben wird und angeblich einen inhaftierten Galilei zeigt, der auf die Worte „E pur si muove“ starrt, die an seiner Kerkerwand angebracht sind. Diese Worte blieben bis zur Restaurierung im Jahr 1911 verborgen. Auf der Grundlage dieses Kunstwerks behauptete Stillman Drake, dass „heute kein Zweifel daran besteht, dass die berühmten Worte ihm bereits zugeschrieben wurden.“ Galilei vor seinem Tod. Eine gründliche Untersuchung des Astrophysikers Mario Livio kommt jedoch zu dem Schluss, dass das angebliche Murillo-Gemälde wahrscheinlich viel jünger ist, möglicherweise eine Kopie eines flämischen Werks von Roman-Eugene Van Maldeghem aus dem Jahr 1837.

Nach einer Zeit, die Galileo mit dem sympathischen Ascanio Piccolomini, dem Erzbischof von Siena, verbracht hatte, erhielt er 1634 die Erlaubnis, in seine Villa in Arcetri bei Florenz zurückzukehren, wo er eine Zeit lang verbrachte einen Teil seines Lebens unter Hausarrest. Er wurde angewiesen, in den folgenden drei Jahren wöchentlich die Sieben Bußpsalmen zu rezitieren. Seine Tochter Maria Celeste entbindete ihn jedoch von dieser Verpflichtung, nachdem sie die kirchliche Zustimmung erhalten hatte, es selbst zu unternehmen.

Während seines Hausarrests widmete Galileo seine Bemühungen einem seiner bedeutendsten Beiträge, Zwei neue Wissenschaften, einem Werk, das Albert Einstein dazu veranlasste, Galileo als „Vater der modernen Physik“ zu bezeichnen. In dieser Abhandlung fasste er Forschungen zusammen, die vor etwa vierzig Jahren durchgeführt wurden, und konzentrierte sich dabei auf die Disziplinen, die heute als Kinematik und Festigkeit von Materialien bekannt sind. Das Werk wurde in Holland veröffentlicht, um die katholische Zensur zu umgehen. Im Jahr 1638 war Galilei völlig erblindet und litt an einem schmerzhaften Leistenbruch und Schlaflosigkeit, was eine Reisegenehmigung für eine ärztliche Konsultation nach Florenz erforderlich machte.

Wissenschaftliche Beiträge

Ich habe diese und zahlreiche andere wichtige Fakten erfolgreich nachgewiesen. Noch wichtiger ist, dass meine Arbeit, die ich lediglich als anfängliches Unterfangen betrachte, Methoden etabliert hat, die es klügeren Intellektuellen ermöglichen, die komplizierten Aspekte dieser umfangreichen und herausragenden wissenschaftlichen Disziplin gründlich zu untersuchen.

Wissenschaftliche Methoden

Galileo hat die Bewegungswissenschaft durch die innovative Integration experimenteller Verfahren mit mathematischer Analyse erheblich vorangebracht. Im Gegensatz dazu war die zeitgenössische wissenschaftliche Praxis häufig von qualitativen Untersuchungen geprägt, wie beispielsweise William Gilberts Studien zu Magnetismus und Elektrizität. Galileos Vater, Vincenzo Galilei, ein Lautenist und Musiktheoretiker, führte Experimente durch, die möglicherweise die früheste bekannte nichtlineare Beziehung in der Physik begründeten: Die Tonhöhe einer gespannten Saite ist proportional zur Quadratwurzel ihrer Spannung. Diese Erkenntnisse deckten sich mit der pythagoräischen Musiktradition, die den Instrumentenbauern vertraut war und die erkannte, dass die Teilung einer Saite durch ein ganzzahliges Verhältnis eine harmonische Tonleiter ergibt. Folglich bestand schon lange eine grundlegende Verbindung zwischen Mathematik, Musik und Naturwissenschaften, und der jüngere Galilei beobachtete, wie sein Vater diese etablierte Tradition durch die Arbeit erweiterte.

Galileo gehörte zu den Pionieren der modernen Intellektuellen, die ausdrücklich zum Ausdruck brachten, dass Naturgesetze von Natur aus mathematisch seien. In The Assayer behauptete er bekanntlich: „Philosophie ist in diesem großartigen Buch, dem Universum, eingeschrieben … Es ist in der Sprache der Mathematik verfasst, deren Zeichen Dreiecke, Kreise und andere geometrische Formen sind; …“ Seine mathematischen Untersuchungen stellen eine Weiterentwicklung der Methoden dar, die von spätscholastischen Naturphilosophen verwendet wurden und die Galileo während seiner philosophischen Studien assimilierte. Seine Beiträge stellten einen entscheidenden Schritt hin zur endgültigen Loslösung der Wissenschaft sowohl von philosophischen als auch religiösen Rahmenbedingungen dar und bedeuteten einen tiefgreifenden Fortschritt in der Geistesgeschichte der Menschheit. Darüber hinaus zeigte er häufig die Bereitschaft, seine Perspektiven auf der Grundlage empirischer Beobachtungen zu überarbeiten.

Zur Durchführung seiner Experimente etablierte Galileo standardisierte Maße für Länge und Zeit, was reproduzierbare Vergleiche von Messungen über verschiedene Zeit- und Laborumgebungen hinweg ermöglichte. Diese methodische Genauigkeit lieferte eine solide Grundlage für die induktive Validierung mathematischer Gesetze. Galilei zeigte ein zeitgenössisches Verständnis der angemessenen Wechselbeziehung zwischen Mathematik, theoretischer Physik und experimenteller Physik. Er verstand die Parabel sowohl als Kegelschnitt als auch als Funktion, bei der sich die Ordinate (y) quadratisch mit der Abszisse (x) ändert. Darüber hinaus postulierte Galileo, dass die Parabel die theoretisch optimale Flugbahn für ein gleichmäßig beschleunigtes Projektil darstelle, vorausgesetzt, dass es keinen Luftwiderstand oder andere Störungen gibt. Er erkannte zwar die theoretischen Grenzen dieses Modells an – insbesondere, dass eine Projektilflugbahn in einem mit der Erde vergleichbaren Maßstab nicht parabolisch sein könne –, behauptete jedoch dennoch, dass für Entfernungen innerhalb der Einsatzreichweite moderner Artillerie die Abweichung der Projektilbahn von einer parabolischen Kurve vernachlässigbar sei.

Astronomische Beobachtungen

Mit seinem Brechungsteleskop machte Galileo mehrere entscheidende astronomische Beobachtungen. Ende 1609 bemerkte er die ungleichmäßige Oberfläche des Mondes. Anfang des folgenden Jahres entdeckte er die vier größten Monde, die Jupiter umkreisen. Später im Jahr 1610 beobachtete er die Phasen der Venus und auch des Saturn, obwohl er die Saturnringe zunächst fälschlicherweise als zwei verschiedene Planetenkörper interpretierte. Bis 1612 hatte er Neptun beobachtet und seine Bewegung dokumentiert, klassifizierte ihn jedoch nicht als Planeten.

Galilei führte neben verschiedenen Sternbeobachtungen auch Untersuchungen zu Sonnenflecken und der Milchstraße durch und entwickelte insbesondere eine Methode, um ihre scheinbare Größe ohne Teleskophilfe zu bestimmen.

1619 prägte Galileo den Begriff „Aurora Borealis“ und leitete ihn von der römischen Göttin ab der Morgendämmerung und die griechische Bezeichnung für den Nordwind. Diese Nomenklatur wurde verwendet, um die am Nord- und Südhimmel beobachteten Lichtphänomene zu beschreiben, die aus Sonnenwindpartikeln resultieren, die die Magnetosphäre der Erde mit Energie versorgen.

Engineering-Beiträge

Galileo leistete einen bedeutenden Beitrag zu dem heute als Ingenieurwesen anerkannten Fachgebiet und unterschied seine Arbeit von der reinen Physik. Von 1595 bis 1598 entwickelte und verfeinerte Galileo einen geometrischen und militärischen Kompass, der für den praktischen Einsatz von Kanonieren und Vermessern konzipiert war. Diese Erfindung baute auf früheren Instrumenten auf, die von Niccolò Tartaglia und Guidobaldo del Monte entwickelt wurden. Für Artilleristen bot der Kompass eine neuartige und sicherere Methode zur präzisen Kanonenhöhe sowie eine schnelle Möglichkeit zur Berechnung der Schießpulverladungen für Kanonenkugeln unterschiedlicher Größe und Zusammensetzung. Aufgrund seiner geometrischen Leistungsfähigkeit erleichterte das Instrument die Konstruktion regelmäßiger Polygone, die Berechnung von Flächen für Polygone oder Kreissektoren sowie zahlreiche andere mathematische Berechnungen. Unter Galileis Aufsicht stellte der Instrumentenbauer Marc'Antonio Mazzoleni über 100 dieser Kompasse her. Galileo vermarktete diese Instrumente zusammen mit einer selbst verfassten Bedienungsanleitung für 50 Lire und bot zusätzlich Schulungskurse zu deren Verwendung für 120 Lire an.

Im Jahr 1593 entwickelte Galileo ein Thermometer, bei dem er das Prinzip der Luftausdehnung und -kontraktion in einer Glühbirne nutzte, um Wasser in einem miteinander verbundenen Rohr zu verdrängen.

Im Jahr 1609 wurde Galileo zusammen mit Persönlichkeiten wie dem Engländer Thomas Harriot einer der Pioniere, der ein Brechungsteleskop für astronomische Beobachtungen von Sternen, Planeten und Monden einsetzte. Die Bezeichnung „Teleskop“ wurde Galileis Gerät vom griechischen Mathematiker Giovanni Demisiani während eines Banketts im Jahr 1611 zugeschrieben, das Prinz Federico Cesi zum Gedenken an Galileis Aufnahme in die Accademia dei Lincei veranstaltete. Bis 1610 hatte Galileo ein Teleskop zur Nahvergrößerung der Insektenanatomie eingesetzt. Anschließend, im Jahr 1624, nutzte Galileo ein zusammengesetztes Mikroskop. Ein solches Instrument überreichte er im Mai desselben Jahres Kardinal Zollern zur anschließenden Übergabe an den Herzog von Bayern und schickte im September ein weiteres an Prinz Cesi. Ein Jahr später waren die Linceaner erneut maßgeblich an der Nomenklatur beteiligt, als Akademiemitglied Giovanni Faber den Begriff „Mikroskop“ für Galileos Erfindung prägte und ihn von den griechischen Wörtern μικρόν (Mikron) ableitete, was „klein“ bedeutet, und σκοπεῖν (skopein), was „sehen“ bedeutet bei.“ Dieser Begriff sollte eine Parallele zu „Teleskop“ sein. Abbildungen von Insekten, die mit einem von Galileis Mikroskopen erstellt und 1625 veröffentlicht wurden, gelten als die früheste eindeutige Dokumentation der Anwendung zusammengesetzter Mikroskope.

Im Jahr 1612 postulierte Galilei, nachdem er die Umlaufzeiten der Jupitermonde bestimmt hatte, dass die genaue Kenntnis ihrer Umlaufbahnen ihre Nutzung als universellen Zeitmessmechanismus und damit die Bestimmung der Längengrade ermöglichen könnte. Er verfolgte diese Herausforderung sein ganzes Leben lang immer wieder und stieß dabei auf erhebliche praktische Hindernisse. Die Methodik wurde erstmals 1681 von Giovanni Domenico Cassini erfolgreich umgesetzt und fand anschließend umfangreiche Anwendung bei groß angelegten Landvermessungen; Beispielsweise wurde es für die Vermessung Frankreichs und später von Zebulon Pike im Mittleren Westen der Vereinigten Staaten im Jahr 1806 eingesetzt. Für die Seeschifffahrt, wo komplizierte Teleskopbeobachtungen größere Schwierigkeiten darstellten, erforderte das Längengradproblem letztendlich die Erfindung eines praktischen, tragbaren Marinechronometers, beispielhaft dargestellt durch den Entwurf von John Harrison. In seinen späteren Jahren entwickelte Galileo trotz völliger Blindheit einen Hemmungsmechanismus für eine Pendeluhr, die sogenannte Galileo-Hemmung. Allerdings wurde eine solche Uhr erst gebaut, nachdem Christiaan Huygens in den 1650er Jahren die erste voll funktionsfähige Pendeluhr entwickelt hatte.

Galileo erhielt mehrere Einladungen, sich bei Ingenieurprojekten zur Eindämmung von Flussüberschwemmungen beraten zu lassen. Im Jahr 1630 spielte Mario Guiducci wahrscheinlich eine entscheidende Rolle bei der Sicherung von Galileis Fachwissen bezüglich Bartolottis Vorschlag, einen neuen Kanal für den Fluss Bisenzio in der Nähe von Florenz auszuheben.

Eine grundlegende Herausforderung bei rudimentären Kugellagern ist die gegenseitige Reibung, die durch das Reiben der Kugeln aneinander entsteht. Diese Reibung kann gemildert werden, indem jede einzelne Kugel in einem Käfig eingeschlossen wird. Das Konzept des gefangenen oder käfigförmigen Kugellagers wurde erstmals im 17. Jahrhundert von Galileo formuliert.

Physik

Galileos theoretische und empirische Untersuchungen zur Dynamik von Körpern, ergänzt durch die weitgehend unabhängigen Beiträge von Kepler und René Descartes, dienten als grundlegende Vorläufer der klassischen Mechanik, die später von Sir Isaac Newton formuliert wurde.

Pendel

Galileo führte zahlreiche Experimente mit Pendeln durch. Populäre Berichte, insbesondere die Biografie von Vincenzo Viviani, deuten darauf hin, dass diese Untersuchungen mit der Beobachtung der Schwingungen eines bronzenen Kronleuchters in der Kathedrale von Pisa begannen, die durch Galileis Puls gesteuert wurden. Galileos erste dokumentierte Beschäftigung mit Pendeln erscheint in seinen posthum veröffentlichten Notizen On Motion, während spätere experimentelle Details in seinem Werk Two New Sciences vorgestellt werden. Galilei behauptete, dass ein einfaches Pendel Isochronismus aufweist, was bedeutet, dass seine Schwingungsdauer unabhängig von seiner Amplitude konstant bleibt. Allerdings wurde später von Christiaan Huygens nachgewiesen, dass dieses Prinzip nur eine Annäherung darstellt. Darüber hinaus stellte Galileo fest, dass das Quadrat der Periode eines Pendels direkt proportional zu seiner Länge ist.

Schallfrequenz

Obwohl Galileo weniger bekannt ist, gilt er als einer der Pioniere beim Verständnis der Schallfrequenz. Er demonstrierte dies, indem er die Geschwindigkeit variierte, mit der ein Meißel über eine Oberfläche kratzte, und so die Tonhöhe des resultierenden Tons mit dem Abstand der Markierungen des Meißels korrelierte, der als Indikator für die Frequenz diente.

Wasserpumpe

Im 17. Jahrhundert ermöglichten Fortschritte in der Wasserpumpentechnologie die Erzeugung messbarer Unterdrücke, ein Phänomen, das nicht sofort verstanden wurde. Es wurde beobachtet, dass Saugpumpen nicht in der Lage waren, Wasser über einen bestimmten Grenzwert hinaus anzuheben, der um ca. 1635 mit 18 Florentiner Yards (ungefähr 34 Fuß oder 10 Meter) angegeben wurde. Diese Höhenbeschränkung stellte erhebliche Herausforderungen für die Bewässerung, die Minenentwässerung und die vom Herzog der Toskana in Auftrag gegebenen Zierbrunnen dar und veranlasste ihn, Galileis Fachwissen für die Untersuchung in Anspruch zu nehmen. In seiner Veröffentlichung Zwei neue Wissenschaften aus dem Jahr 1638 schlug Galileo fälschlicherweise vor, dass eine von einer Pumpe angehobene Wassersäule unter ihrem eigenen Gewicht brechen würde, wenn sie eine Höhe von mehr als 34 Fuß überschreitet.

Lichtgeschwindigkeit

Im Jahr 1638 entwarf Galileo ein experimentelles Protokoll zur Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit, bei dem zwei in einiger Entfernung positionierte Beobachter mit jeweils einer Laterne mit Verschluss ausgestattet waren. Das Verfahren beinhaltete, dass der erste Beobachter den Verschluss seiner Laterne öffnete, gefolgt vom zweiten Beobachter, der sofort seinen Verschluss öffnete, sobald er das Licht wahrnahm. Der Zeitraum zwischen dem Öffnen des Verschlusses des ersten Beobachters und der anschließenden Beobachtung des Lichts der Lampe des zweiten Beobachters würde theoretisch die Hin- und Rücklaufzeit des Lichts zwischen ihnen darstellen. Galileis Versuche, dieses Experiment über Entfernungen von weniger als einer Meile durchzuführen, erwiesen sich hinsichtlich der augenblicklichen Natur der Lichtausbreitung als nicht schlüssig. Zwischen Galileis Untergang und 1667 wiederholten Mitglieder der Florentiner Accademia del Cimento das Experiment über etwa eine Meile und lieferten ähnlich unbestimmte Ergebnisse. Spätere wissenschaftliche Fortschritte haben gezeigt, dass die Lichtgeschwindigkeit für eine genaue Messung mit derart rudimentären Methoden deutlich zu hoch ist.

Galiläische Invarianz

Galileo formulierte das Grundprinzip der Relativität und postulierte, dass die Gesetze der Physik über alle Trägheitsbezugssysteme hinweg invariant bleiben, unabhängig von ihrer konstanten Geschwindigkeit oder Richtung. Im Rahmen von Dialogue Concerning the Two Chief World Systems stellt Salviati das folgende Gedankenexperiment vor:

Schließen Sie sich mit einem Freund in der Hauptkabine unter dem Deck eines Schiffes ein und haben Sie dort ein paar Fliegen, Schmetterlinge und andere kleine, fliegende Tiere bei sich. Stellen Sie eine große Schüssel mit Wasser und ein paar Fischen bereit. Hängen Sie eine Flasche, die sich tropfenweise entleert, in ein enghalsiges Gefäß darunter. Beobachten Sie bei stillstehendem Schiff genau, wie die Tierchen mit gleicher Geschwindigkeit zu allen Seiten der Kabine fliegen. Die Fische schwimmen gleichgültig in alle Richtungen; die Tropfen fallen in das Gefäß darunter; und wenn du deinem Freund etwas zuwirfst, brauchst du es nicht stärker in die eine Richtung als in die andere zu werfen, da die Abstände gleich sind; Beim Springen mit zusammengefügten Füßen passieren Sie in alle Richtungen gleiche Räume. Wenn Sie all diese Dinge sorgfältig beobachtet haben (obwohl es keinen Zweifel daran gibt, dass alles so ablaufen muss, wenn das Schiff stillsteht), lassen Sie das Schiff mit der von Ihnen gewünschten Geschwindigkeit weiterfahren, solange die Bewegung gleichmäßig ist und nicht hin und her schwankt. Bei allen genannten Effekten werden Sie nicht die geringste Veränderung feststellen, und bei keinem von ihnen können Sie erkennen, ob sich das Schiff bewegte oder stillstand.

Dieses Prinzip bildete später den Grundrahmen für Newtons Bewegungsgesetze und stellt einen Kernsatz von Einsteins spezieller Relativitätstheorie dar.

Fallende Körper

John Philoponus, Nicole Oresme und Domingo de Soto

Das Konzept, dass Objekte unterschiedlicher Masse mit der gleichen Geschwindigkeit fallen, wurde möglicherweise bereits 60 v. Chr. vom römischen Philosophen Lucretius formuliert. Empirische Beobachtungen, die darauf hindeuten, dass Objekte vergleichbarer Größe, aber unterschiedlichen Gewichts mit der gleichen Geschwindigkeit herabsinken, sind in Texten von Johannes Philoponus aus dem 6. Jahrhundert aufgezeichnet, einem Werk, das Galileo bekannt war. Anschließend formulierte Nicole Oresme im 14. Jahrhundert das Zeitquadratgesetz für gleichmäßig beschleunigte Bewegung, und im 16. Jahrhundert postulierte Domingo de Soto, dass Objekte, die durch ein homogenes Medium herabsteigen, eine gleichmäßige Beschleunigung erfahren würden. Dennoch fehlten De Sotos Vorschlägen die umfassenden Qualifikationen und ausgefeilten Verfeinerungen, die für Galileis spätere Theorie über fallende Körper charakteristisch sind. Beispielsweise versäumte er es, im Gegensatz zu Galileo anzuerkennen, dass eine gleichmäßige Beschleunigung ausschließlich im Vakuum auftritt und dass ein Körper in anderen Medien letztendlich eine konstante Endgeschwindigkeit erreichen würde.

Das Delfter Turm-Experiment

Im Jahr 1586 führten Simon Stevin (auch bekannt als Stevinus) und Jan Cornets de Groot ein Experiment durch, bei dem sie Bleikugeln aus der Nieuwe Kerk in Delft, Niederlande, abwarfen. Dieses Experiment zeigte, dass Objekte gleicher Größe, aber unterschiedlicher Masse mit gleicher Geschwindigkeit herabsinken. Obwohl das Delfter Turmexperiment erfolgreich war, fehlte ihm die strenge wissenschaftliche Methodik, die für spätere Untersuchungen charakteristisch war. Stevins Methodik erforderte, sich auf akustische Hinweise zu verlassen, insbesondere auf das Geräusch der Kugeln, die auf eine darunter liegende Holzplattform aufprallten, um daraus schließen zu können, dass die Kugeln gleichzeitig herabgesunken waren. Folglich erhielt dieses Experiment im Vergleich zu den umfangreicheren Beiträgen von Galileo Galilei, insbesondere seinem berühmten Gedankenexperiment zum Schiefen Turm von Pisa aus dem Jahr 1589, weniger wissenschaftliche Anerkennung.

Das Experiment zum Schiefen Turm von Pisa

Laut einem biografischen Bericht von Galileos Schüler Vincenzo Viviani ließ Galilei angeblich Kugeln aus identischem Material, aber unterschiedlicher Masse vom Schiefen Turm von Pisa fallen, um zu verdeutlichen, dass die Zeit ihres Abstiegs unabhängig von ihrer Masse war. Diese Behauptung widersprach direkt der aristotelischen Lehre, die besagte, dass schwerere Objekte im direkten Verhältnis zu ihrem Gewicht schneller herabsinken als leichtere. Trotz der häufigen Erzählung in populären Erzählungen bestätigt kein persönlicher Bericht von Galileo die Durchführung eines solchen Experiments, und Historiker sind sich im Allgemeinen darin einig, dass es sich höchstens um eine konzeptionelle Übung und nicht um ein tatsächliches physisches Ereignis handelte. Eine bemerkenswerte Ausnahme stellt Stillman Drake dar, der behauptet, dass das Experiment weitgehend so stattgefunden hat, wie Viviani es dargestellt hat. Dennoch wurden die meisten Untersuchungen Galileis zu fallenden Körpern mit schiefen Ebenen durchgeführt, einer Methode, die die Herausforderungen im Zusammenhang mit präzisem Timing und Luftwiderstand erheblich verringerte.

In seiner Abhandlung Zwei neue Wissenschaften aus dem Jahr 1638 behauptete Salviati, der weithin als Vertreter Galileis gilt, dass alle Objekte unterschiedlichen Gewichts im Vakuum mit einer identischen endlichen Geschwindigkeit herabsinken würden, und erklärte: „In einem Medium, das völlig frei von jeglichem Widerstand ist.“ Körper würden mit der gleichen Geschwindigkeit fallen.“ Salviati schlug außerdem vor, dass dieses Prinzip empirisch validiert werden könnte, indem man die Schwingungsbewegungen von Pendeln in der Luft vergleicht und dabei Pendelkörper aus Blei und Kork verwendet, die unterschiedliche Gewichte besitzen, aber ansonsten strukturell ähnlich sind.

Das Zeitquadratgesetz

Galileo ging davon aus, dass ein absteigendes Objekt eine gleichmäßige Beschleunigung aufweisen würde, vorausgesetzt, dass der Widerstand des umgebenden Mediums vernachlässigbar bleibt, oder im Idealfall eines Abstiegs durch ein Vakuum. Darüber hinaus formulierte er genau das kinematische Gesetz, das die bei gleichmäßiger Beschleunigung aus dem Ruhezustand zurückgelegte Strecke regelt, und stellte seine Proportionalität zum Quadrat der verstrichenen Zeit fest (d∝t§45§). Galileo artikulierte das Gesetz der Zeitquadrierung durch geometrische Konstruktionen und eine strenge mathematische Sprache, im Einklang mit den intellektuellen Konventionen seiner Zeit. Die algebraische Neuformulierung dieses Gesetzes wurde später von anderen vorgenommen.

Trägheit

Galileo folgerte außerdem, dass Objekte ihre Geschwindigkeit behalten, wenn sie in ihrer Bewegung ungehindert sind, eine Schlussfolgerung, die die vorherrschende aristotelische Hypothese direkt in Frage stellte. Das aristotelische Denken vertrat die Auffassung, dass ein Körper „gewaltsamen“, „unnatürlichen“ oder „erzwungenen“ Bewegungen nur so lange standhalten könne, wie ein aktiver Akteur oder „Beweger“ kontinuierlich Einfluss auf ihn ausübe. Vor Galileo wurden philosophische Konzepte zur Trägheit von Persönlichkeiten wie John Philoponus und Jean Buridan vertreten. Galileo formulierte dieses Prinzip wie folgt:

Stellen Sie sich ein beliebiges Teilchen vor, das ohne Reibung entlang einer horizontalen Ebene projiziert wird. Dann wissen wir aus dem, was auf den vorhergehenden Seiten ausführlicher erklärt wurde, dass sich dieses Teilchen entlang derselben Ebene mit einer gleichmäßigen und fortwährenden Bewegung bewegen wird, vorausgesetzt, die Ebene hat keine Grenzen.

Die Erdoberfläche wäre, wenn sie vollkommen glatt wäre, ein Beispiel für eine solche Ebene. Dieses Konzept wurde später in Newtons erstes Bewegungsgesetz integriert, allerdings mit einem entscheidenden Unterschied in Bezug auf die Bewegungsrichtung: Newton postulierte eine geradlinige Bewegung, während Galilei eine kreisförmige Bewegung vorstellte, die durch Planetenumlaufbahnen um die Sonne veranschaulicht wurde, die seiner Meinung nach im Gegensatz zu Newtons späterer Formulierung ohne Gravitationseinfluss stattfanden. Dijksterhuis weist darauf hin, dass Galileis Verständnis der Trägheit, die als Neigung zu anhaltender Kreisbewegung charakterisiert wird, untrennbar mit seinem Festhalten am kopernikanischen Modell verbunden war.

Mathematik

Obwohl Galileis Integration der Mathematik in die Experimentalphysik eine bedeutende Innovation darstellte, entsprachen seine spezifischen mathematischen Techniken weitgehend den zeitgenössischen Standards und enthielten zahlreiche Beispiele einer Quadratwurzelmethode mit umgekehrtem Verhältnis, die aus den Werken von Fibonacci und Archimedes abgeleitet war. Seine analytischen Ansätze und Beweise nutzten ausgiebig die eudoxische Proportionstheorie, wie sie in Buch V von Euklids Elementen beschrieben wird. Diese Theorie war erst etwa ein Jahrhundert zuvor dank präziser Übersetzungen von Tartaglia und anderen Gelehrten zugänglich geworden; Am Ende von Galileis Leben wurde es jedoch nach und nach durch die von Descartes entwickelten algebraischen Methoden ersetzt. Das heute als Galileis Paradoxon anerkannte Konzept stammt nicht von ihm, und sein Lösungsvorschlag, der die Unvergleichlichkeit unendlicher Zahlen behauptet, wird nicht mehr als wertvoll erachtet.

Tod

Galilei empfing weiterhin Besucher, bis er am 8. Januar 1642 im Alter von 77 Jahren an Fieber und Herzklopfen starb. Ferdinando II., der Großherzog der Toskana, äußerte den Wunsch, Galileo zusammen mit seinem Vater und anderen Ahnenfiguren im Hauptschiff der Basilika Santa Croce beizusetzen und zu seinen Ehren ein Marmormausoleum zu errichten.

Diese Pläne wurden jedoch nach Protesten von Papst Urban VIII. und seinem Neffen, Kardinal Francesco Barberini, aufgegeben, da Galilei von der katholischen Kirche wegen „heftigen Verdachts auf Ketzerei“ verurteilt worden war. Daher wurde er in einer bescheidenen Kammer neben der Novizenkapelle beigesetzt, die sich am Ende eines Korridors befand, der vom südlichen Querschiff der Basilika zur Sakristei führte. Im Jahr 1737 wurde er nach der Errichtung eines Gedenkdenkmals im Hauptteil der Basilika neu beigesetzt; Bei dieser Umsiedlung wurden ihm drei Finger und ein Zahn entnommen. Derzeit ist einer dieser Finger im Museo Galileo in Florenz, Italien, ausgestellt.

Legacy

Spätere Neubewertungen der Kirche

Nach Galileis Tod verschwand die Kontroverse um die Galileo-Affäre weitgehend aus dem öffentlichen Bewusstsein. Das Verbot der Inquisition, Galileis Veröffentlichungen nachzudrucken, wurde 1718 aufgehoben, was die Veröffentlichung einer Ausgabe seiner Werke in Florenz ermöglichte, mit Ausnahme des verurteilten Dialogs. Anschließend, im Jahr 1741, genehmigte Papst Benedikt Bis 1758 wurde das umfassende Verbot von Texten, die den Heliozentrismus fördern, aus dem Index der verbotenen Bücher gestrichen. Dennoch blieb das ausdrückliche Verbot unzensierter Ausgaben des Dialogs und von Kopernikus' De Revolutionibus bestehen. Der offizielle kirchliche Widerstand gegen den Heliozentrismus hörte 1835 vollständig auf, als diese spezifischen Werke schließlich aus dem Index entfernt wurden.

Die Galileo-Affäre erlebte im frühen 19. Jahrhundert ein erneutes Interesse, als protestantische Polemiker sie zusammen mit anderen historischen Ereignissen wie der spanischen Inquisition und dem Mythos der flachen Erde nutzten, um den römischen Katholizismus zu kritisieren. Seitdem schwankte das wissenschaftliche und öffentliche Interesse an der Affäre. Während seiner Antrittsrede vor der Päpstlichen Akademie der Wissenschaften im Jahr 1939, die er nur wenige Monate nach seiner Wahl zum Papst hielt, bezeichnete Papst Pius Professor Robert Leiber, sein langjähriger Berater über vier Jahrzehnte, bemerkte: „Pius

Am 15. Februar 1990 beschrieb Kardinal Ratzinger, der spätere Papst Benedikt XVI., während einer Ansprache an der Universität La Sapienza in Rom die zeitgenössischen Perspektiven auf die Galileo-Affäre als „einen symptomatischen Fall, der uns erkennen lässt, wie tief der Selbstzweifel der Moderne, der Wissenschaft und Technologie heute geht.“ Zu den Standpunkten, auf die er sich berief, gehörte auch der des Philosophen Paul Feyerabend, der behauptete: „Die Kirche hielt sich zur Zeit Galileis viel stärker an der Vernunft als Galileo selbst und berücksichtigte auch die ethischen und sozialen Konsequenzen von Galileis Lehren. Ihr Urteil gegen Galileo war rational und gerecht, und die Revision dieses Urteils kann nur auf der Grundlage dessen gerechtfertigt werden, was politisch opportun ist.“ Obwohl der Kardinal Feyerabends Behauptungen nicht ausdrücklich befürwortete oder widerlegte, warnte er dennoch davor, dass „es töricht wäre, auf der Grundlage solcher Ansichten eine impulsive Apologetik zu konstruieren.“

Am 31. Oktober 1992 erkannte Papst Johannes Paul II. offiziell den Fehler der Inquisition an, Galileo wegen seiner Behauptung, die Erde kreise um die Sonne, zu verurteilen. Papst Johannes Paul II. erklärte, dass die für die Verurteilung Galileis verantwortlichen Theologen nicht ausreichend zwischen biblischem Text und seiner Interpretation unterschieden hätten.

Im März 2008 kündigte Nicola Cabibbo, damals Leiter der Päpstlichen Akademie der Wissenschaften, eine Initiative an, Galileo mit einer Statue innerhalb der Mauern der Vatikanstadt zu ehren. Im Dezember desselben Jahres lobte Papst Benedikt XVI. bei den Gedenkfeierlichkeiten zum 400. Jahrestag von Galileis ersten Teleskopbeobachtungen seine bedeutenden Beiträge zur Astronomie. Dennoch gab Gianfranco Ravasi, der Leiter des Päpstlichen Rats für Kultur, einen Monat nach diesen Ereignissen bekannt, dass der Vorschlag für eine Galileo-Statue auf dem Gelände des Vatikans ausgesetzt worden sei.

Auswirkungen auf die moderne Wissenschaft

Stephen Hawking postulierte, dass Galileo wahrscheinlich eine größere Verantwortung für die Entstehung der modernen Wissenschaft trägt als jeder andere Mensch, während Albert Einstein ihn bekanntermaßen als den Vater der modernen Wissenschaft bezeichnete. In seinem Vorwort zu Dialog über die beiden wichtigsten Weltsysteme formulierte Einstein: „Das Leitmotiv, das ich in Galileis Werk erkenne, ist der leidenschaftliche Kampf gegen jede Art von Dogma, das auf Autorität basiert. Als Kriterien der Wahrheit werden von ihm nur Erfahrung und sorgfältige Reflexion akzeptiert.“

Der Autor John G. Simmons hebt Galileis zentrale Rolle in der Geschichte der Wissenschaft hervor und charakterisiert sie als die Übernahme eines neuartigen wissenschaftlichen Paradigmas das:

Aber vielleicht am bedeutsamsten war, dass Galileo eine neue wissenschaftliche Sichtweise verkörperte. Durch seine Rhetorik, unterstützt durch mathematisches Denken und die Kraft seiner Persönlichkeit, trug Galileo dazu bei, das kopernikanische Modell des Sonnensystems als eine Revolution in der Wissenschaft zu etablieren.

Galileos astronomische Entdeckungen und seine gründlichen Untersuchungen der kopernikanischen Theorie haben ein bleibendes Erbe geschaffen. Dazu gehört die Klassifizierung der vier größten Jupitermonde – Io, Europa, Ganymed und Callisto – die er entdeckte, als die Galileischen Monde. Darüber hinaus tragen verschiedene wissenschaftliche Unternehmungen und Prinzipien, wie etwa die Raumsonde Galileo, seinen Namen.

Anlässlich des 400. Jahrestages der ersten dokumentierten astronomischen Beobachtungen Galileos mit dem Teleskop im Jahr 2009 haben die Vereinten Nationen es zum Internationalen Jahr der Astronomie erklärt.

Schriften

Zu Galileos frühen Veröffentlichungen über wissenschaftliche Instrumente gehören die Abhandlung von 1586 mit dem Titel Die kleine Waage (La Billancetta), die eine präzise Waage zum Messen von Objektgewichten in Luft oder Wasser beschreibt, und das gedruckte Handbuch Le Operazioni del Compasso Geometrico et Militare von 1606, in dem die Verwendung eines geometrischen und militärischen Kompasses beschrieben wird.

Galileis Zu den grundlegenden Werken zur Dynamik, die die Wissenschaft der Bewegung und Mechanik umfassen, gehören die pisanische Abhandlung ca. 1590 De Motu (Über die Bewegung) und der Paduaner Text ca. 1600 Le Mecaniche (Mechanik). Ersteres stützte sich auf die aristotelisch-archimedische Fluiddynamik und ging davon aus, dass die Geschwindigkeit des gravitativen Abstiegs in einem flüssigen Medium direkt proportional zum spezifischen Gewicht des Körpers war, das das des Mediums übertraf. Folglich würden Objekte im Vakuum mit einer Geschwindigkeit fallen, die ihrem spezifischen Gewicht entspricht. Diese Arbeit berücksichtigte auch die Impetusdynamik von Philopona, die die Theorie aufstellte, dass sich der Impetus intrinsisch auflöst und dass der freie Fall im Vakuum nach einer anfänglichen Beschleunigungsphase eine grundlegende Endgeschwindigkeit erreichen würde, die durch das spezifische Gewicht bestimmt wird.

Galileis Veröffentlichung Der Sternenbote (Sidereus Nuncius) aus dem Jahr 1610 war die erste wissenschaftliche Abhandlung, die auf Teleskopbeobachtungen beruhte. In dieser Arbeit wurden seine Ergebnisse detailliert beschrieben, darunter:

• die Galileischen Monde;
• die unregelmäßige Topographie der Mondoberfläche;
• das Vorhandensein zahlreicher Sterne, die mit bloßem Auge nicht wahrnehmbar sind, insbesondere solche, die zur Leuchtkraft der Milchstraße beitragen;
• die unterschiedlichen visuellen Eigenschaften von Planeten im Vergleich zu Fixsternen, wobei Planeten als kleine Scheiben und Sterne als unvergrößerte Lichtpunkte erscheinen.

Im Jahr 1613 veröffentlichte Galileo eine Abhandlung über Sonnenflecken mit dem Titel Briefe über Sonnenflecken, in der er die Vergänglichkeit der Sonne und der Himmelskörper postulierte. Diese Veröffentlichung, Letters on Sunspots, dokumentierte außerdem seine 1610 durchgeführten Teleskopbeobachtungen des gesamten Phasenzyklus der Venus und seine Entdeckung der rätselhaften „Anhängsel“ des Saturn sowie deren anschließendes, ebenso verwirrendes Verschwinden. Bis 1615 hatte Galilei ein Manuskript verfasst, den „Brief an die Großherzogin Christina“, dessen gedruckte Veröffentlichung jedoch erst 1636 erfolgte. Dieser Brief stellte eine überarbeitete Fassung des Briefes an Castelli dar, den Niccolò Lorini zuvor der Inquisition gemeldet hatte. Im Anschluss an die Anweisung der Inquisition aus dem Jahr 1616, die es Galilei untersagte, das kopernikanische Modell zu befürworten oder zu verteidigen, verfasste er den „Diskurs über die Gezeiten“ (Discorso sul flusso e il reflusso del mare), einen privaten Brief an Kardinal Orsini, der auf dem kopernikanischen Verständnis der Erde basierte. Im Jahr 1619 veröffentlichte Mario Guiducci, ein Schüler von Galileo, einen Vortrag mit dem Titel Diskurs über die Kometen (Discorso Delle Comete), der hauptsächlich von Galileo verfasst wurde und die Jesuitenperspektive auf Kometen in Frage stellte.

Im Jahr 1623 veröffentlichte Galileo Der Prüfer (Il saggiatore), ein Werk, das Theorien kritisierte, die auf aristotelischer Autorität beruhten, und sich für empirische Experimente und die mathematische Artikulation wissenschaftlicher Konzepte einsetzte. Das Buch erlangte große Anerkennung; Berichten zufolge fand Papst Urban es so entzückt, dass es ihm bei Tisch vorgelesen wurde. Im Anschluss an den Triumph von „Der Prüfer“ veröffentlichte Galileo 1632 den „Dialog über die beiden wichtigsten Weltsysteme“ (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo). Ungeachtet seiner Bemühungen, die Anweisungen der Inquisition von 1616 einzuhalten, führten die Argumente des Buches zur Unterstützung der kopernikanischen Theorie und eines heliozentrischen Modells des Sonnensystems Galileis Prozess und ein Verbot seiner Veröffentlichungen. Trotz dieses Verbots gelang es Galilei, seine Diskurse und mathematische Demonstrationen über zwei neue Wissenschaften (Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze) 1638 in Holland zu veröffentlichen und damit die Gerichtsbarkeit der Inquisition zu umgehen.

Veröffentlichte Werke

Zu Galileis wichtigsten schriftlichen Beiträgen gehören:

• Die kleine Waage (1586; Italienisch: La Bilancetta)
• Über Bewegung (ca. 1590; lateinisch: De Motu Antiquiora)
• Mechanik (ca. 1600; Italienisch: Le Mecaniche)
• Die Operationen des geometrischen und militärischen Kompasses (1606; italienisch: Le operazioni del Compasso Geometrico et Militare)
• Der Sternenbote (1610; lateinisch: Sidereus Nuncius)
• Diskurs über schwimmende Körper (1612; italienisch: Discorso intorno alle cose che stanno in su l'acqua, o che in quella si muovono, übersetzt als „Diskurs über Körper, die auf dem Wasser bleiben oder sich darin bewegen“)
• Geschichte und Demonstration der Sonnenflecken (1613; italienisch: Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari; abgeleitet von den Drei Briefen über Sonnenflecken, Tre lettere sulle macchie solari, 1612)
• „Brief an die Großherzogin Christina“ (verfasst 1615; veröffentlicht 1636)
• „Diskurs über die Gezeiten“ (1616; italienisch: Discorso del flusso e reflusso del mare)
• Diskurs über die Kometen (1619; Italienisch: Discorso delle Comete)
• Der Prüfer (1623; Italienisch: Il Saggiatore)
• Dialog über die beiden wichtigsten Weltsysteme (1632; italienisch: Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo)
• Diskurse und mathematische Demonstrationen im Zusammenhang mit zwei neuen Wissenschaften (1638; Italienisch: Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze)

Persönliche Bibliothek

Während seiner letzten Lebensjahre unterhielt Galileo Galilei in der Villa Il Gioiello am Stadtrand von Florenz eine persönliche Bibliothek mit mindestens 598 Bänden, von denen 560 identifiziert wurden. Obwohl es ihm aufgrund des Hausarrests untersagt war, seine intellektuellen Beiträge zu schreiben oder zu veröffentlichen, empfing er bis zu seinem Tod regelmäßig Besucher. Diese Interaktionen erleichterten ihm den kontinuierlichen Zugang zu zeitgenössischer wissenschaftlicher Literatur aus Nordeuropa.

Galileos Testament enthält keine Erwähnung seiner umfangreichen Sammlung von Büchern und Manuskripten. Nach seinem Tod wurde anschließend ein detailliertes Inventar erstellt, woraufhin der Großteil seines Vermögens, einschließlich seiner Bibliothek, auf seinen Sohn Vincenzo Galilei Jr. übertragen wurde. Nach dem Tod von Vincenzo Jr. im Jahr 1649 wurde die Sammlung seiner Frau Sestilia Bocchineri vermacht.

Anschließend sammelte Vincenzo Viviani, Galileos ehemaliger Assistent und Schüler, Galileis Bücher, persönliche Dokumente und unbearbeitete Manuskripte mit der Absicht, die Werke seines Mentors zu veröffentlichen. Dieses ehrgeizige Projekt blieb jedoch unerfüllt. In seinem letzten Testament vermachte Viviani einen wesentlichen Teil dieser Sammlung dem Krankenhaus Santa Maria Nuova in Florenz, das bereits über eine beträchtliche Bibliothek verfügte. Der eigentliche Wert der Bestände Galileis wurde nicht vollständig gewürdigt, was dazu führte, dass Duplikate an verschiedene andere Institutionen verteilt wurden, darunter die Biblioteca Comunale degli Intronati, die öffentliche Bibliothek in Siena. Später wurden in dem Bemühen, den Spezialschwerpunkt der Bibliothek zu verfeinern, Bände, die sich nicht auf medizinische Themen bezogen, in die Biblioteca Magliabechiana verlegt, die als früher Vorläufer der modernen Biblioteca Nazionale Centrale di Firenze, der Nationalen Zentralbibliothek in Florenz, diente.

Ein begrenzter Teil von Vivianis Sammlung, der Manuskripte von umfasst Galileo und seine Zeitgenossen Evangelista Torricelli und Benedetto Castelli wurden seinem Neffen, Abt Jacopo Panzanini, vermacht. Diese kleinere Zusammenstellung blieb bis zu Panzaninis Tod erhalten und ging anschließend an seine Großneffen Carlo und Angelo Panzanini über. Die Bände aus Galileis und Vivianis Sammlungen begannen zu verstreuen, da die Erben es versäumten, ihr Erbe zu schützen; Berichten zufolge verkauften ihre Hausangestellten tatsächlich mehrere Bände als Altpapier. Ungefähr im Jahr 1750 wurde der Florentiner Senator Giovanni Battista Clemente de'Nelli auf diese Situation aufmerksam und erwarb die Bücher und Manuskripte von verschiedenen Ladenbesitzern sowie den verbleibenden Teil von Vivianis Sammlung von den Brüdern Panzanini. In Nellis Memoiren wird dieser Erwerb dokumentiert: „Mein großes Glück, einen so wunderbaren Schatz so günstig zu erwerben, kam durch die Unwissenheit der Leute zustande, die ihn verkauften und sich des Wertes dieser Manuskripte nicht bewusst waren.“

Die Bibliothek blieb bis zu seinem Tod im Jahr 1793 unter Nellis Obhut. Nellis Söhne erkannten die historische und intellektuelle Bedeutung der gesammelten Manuskripte ihres Vaters und versuchten, sie zu verkaufen verbleibende Gegenstände an die französische Regierung. Allerdings intervenierte Ferdinand III., Großherzog der Toskana, in diese Transaktion und erwarb die gesamte Sammlung. Dieses Archiv, bestehend aus Manuskripten, gedruckten Bänden und persönlichen Dokumenten, wurde anschließend in der Biblioteca Palatina in Florenz deponiert, wo es 1861 in die Biblioteca Magliabechiana integriert wurde.

• Katholische Kirche und Wissenschaft
• Tribun von Galileo
• Notizen

Notizen

Referenzen

Zitate

Allgemeine und zitierte Quellen

• Werke von Galileo Galilei im Projekt Gutenberg
• Werke von oder über Galileo Galilei im Internet Archive
• Werke in Galileos persönlicher Bibliothek bei LibraryThing