Kaj je izumil Galileo?

Galileo velja za enega največjih astronomov vseh časov. Njegovo odkritje Jupitrovih glavnih lun (Io, Evropa, Ganimed in Kalisto) je revolucioniralo astronomijo in pomagalo pospešiti sprejetje Kopernikanskega modela vesolja. Vendar je Galileo znan tudi po številnih znanstvenih izumih, ki jih je naredil v času svojega življenja.

Med njimi je bil njegov slavni teleskop, a tudi vrsta naprav, ki bi močno vplivale na geodetstvo, uporabo topništva, razvoj ur in meteorologijo. Galileo je veliko teh ustvaril, da bi zaslužil dodaten denar za preživljanje svoje družine. Toda na koncu bi pripomogli k utrjevanju njegovega slovesa človeka, ki je izpodbijal stoletja vredne predhodno uveljavljene predstave in revolucioniral znanost.

Hidrostatično ravnovesje:

Navdihnjen z zgodbo o Arhimedovem in njegovem trenutku »Eureke«, je Galileo začel raziskovati, kako so draguljarji tehtali plemenite kovine v zraku in nato s premikanjem, da bi določili njihovo specifično težo. Leta 1586, pri 22 letih, je teoretiziral o boljši metodi, ki jo je opisal v razpravi z naslovomRavnovesje(ali 'Malo ravnovesje').

V tem traktu je opisal natančno tehtnico za tehtanje stvari v zraku in vodi, v kateri je bil del roke, na kateri je bila obešena protiutež, ovit s kovinsko žico. Količino, za katero je bilo treba premakniti protiutež pri tehtanju v vodi, je bilo potem mogoče zelo natančno določiti s štetjem števila zavojev žice. Pri tem je mogoče neposredno odčitati delež kovin, kot je zlato in srebro, v predmetu.

Galilejeva 'La Billancetta', v kateri opisuje novo metodo merjenja specifične teže plemenitih kovin. Zasluge: Museo Galileo

Galilejeva črpalka:

Leta 1592 je bil Galileo imenovan za profesorja matematike na univerzi v Padovi in ​​je pogosto obiskoval Arsenal – notranje pristanišče, kjer so bile opremljene beneške ladje. Arsenal je bil stoletja kraj praktičnih izumov in inovacij, Galileo pa je izkoristil priložnost za podrobno preučevanje mehanskih naprav.

Leta 1593 so ga posvetovali o postavitvi vesla v galije in predložil poročilo, v katerem je veslo obravnaval kot vzvod in pravilno postavil vodo za oporišče. Leto pozneje mu je beneški senat podelil patent za napravo za dvig vode, ki se je za delovanje zanašala na enega konja. To je postalo osnova sodobnih črpalk.

Za nekatere je bila Galilejeva črpalka zgolj izboljšava Arhimedov vijak , ki je bil prvič razvit v tretjem stoletju pred našim štetjem in patentiran v Beneški republiki leta 1567. Vendar pa obstajajo očitni dokazi, ki povezujejo Galilejev izum z Arhimedovim prejšnjim in manj sofisticiranim dizajnom.

Ura z nihalom:

V 16. stoletju je bila aristotelova fizika še vedno prevladujoči način razlage vedenja teles blizu Zemlje. Na primer, veljalo je, da težka telesa iščejo svoje naravno mesto ali počitek – torej v središču stvari. Posledično ni bilo sredstev za razlago obnašanja nihal, kjer bi težko telo, obešeno na vrvi, nihalo naprej in nazaj in ne bi iskalo počitka na sredini.

Uro z nihalom na vzmet, ki jo je zasnoval Huygens, zgradil izdelovalec instrumentov Salomon Coster (1657) [96] in kopija Horologium Oscillatorium, [97] Museum Boerhaave, Leiden.

Galileo je že izvedel poskuse, ki so pokazali, da težja telesa ne padajo hitreje od lažjih - še eno prepričanje, ki je skladno z Aristotelovo teorijo. Poleg tega je dokazal tudi, da predmeti, vrženi v zrak, potujejo v paraboličnih lokih. Na podlagi tega in njegovega navdušenja nad gibanjem obešene uteži naprej in nazaj je leta 1588 začel raziskovati nihala.

Leta 1602 je svoja opažanja pojasnil v pismu prijatelju, v katerem je opisal načelo izohronizma. Po Galileju je to načelo trdilo, da čas, ki je potreben, da se nihalo zaniha, ni povezan z lokom nihala, temveč z dolžino nihala. Ko je primerjal dve nihali podobne dolžine, je Galileo pokazal, da se bosta nihala z enako hitrostjo, kljub temu, da ju vlečejo na različnih dolžinah.

Po navedbah Vincenzo Vivian , eden od Galilejevih sodobnikov, je Galileo leta 1641 v hišnem priporu ustvaril načrt za uro z nihalom. Na žalost, ker je bil takrat slep, ga ni mogel dokončati pred svojo smrtjo leta 1642. Posledica tega je bila objava Christiaana Huygensa ČasovnikOscilatorij leta 1657 je priznan kot prvi zabeleženi predlog za uro z nihalom.

Sektor:

Top, ki je bil v Evropo prvič predstavljen leta 1325, je v Galilejevem času postal steber vojne. Ker so postali bolj izpopolnjeni in mobilni, so topničarji potrebovali instrumente, ki so jim pomagali pri usklajevanju in izračunavanju ognja. Kot tak je med letoma 1595 in 1598 Galileo zasnoval in izboljšal geometrijski in vojaški kompas za strelce in geodete.

Sektor, vojaški/geometrijski kompas, ki ga je zasnoval Galileo Galilei. Zasluge: chsi.harvard.edu

Obstoječi strelčevi kompasi so se za določanje višin opirali na dve kraki pod pravim kotom in krožno skalo z navpično črto. Medtem so bili matematični kompasi ali delilniki, razviti v tem času, zasnovani z različnimi uporabnimi lestvicami na nogah. Galileo je združil uporabo obeh inštrumentov in oblikoval kompas ali sektor, ki je imel na nogah vgravirane številne uporabne lestvice, ki bi jih bilo mogoče uporabiti za različne namene.

Poleg tega, da je strelcem ponudil nov in varnejši način, da natančno dvignejo svoje topove, je ponudil tudi hitrejši način izračunavanja potrebne količine smodnika glede na velikost in material topovske krogle. Kot geometrijski instrument je omogočal gradnjo katerega koli pravilnega mnogokotnika, izračun površine katerega koli poligona ali krožnega sektorja in vrsto drugih izračunov.

Galileov termometer:

V poznem 16. stoletju ni bilo praktičnih sredstev za znanstvenike za merjenje toplote in temperature. Poskusi, da bi to popravili znotraj beneške inteligence, so privedli do termoskopa, instrumenta, ki je temeljil na ideji o širjenju zraka zaradi prisotnosti toplote.

V ca. Leta 1593 je Galileo izdelal svojo različico termoskopa, ki se je opiral na širjenje in krčenje zraka v žarnici za premikanje vode v pritrjeni cevi. Sčasoma sta s sodelavci razvila številčno lestvico, ki bi merila toploto na podlagi širjenja vode v cevi.

Teleskop Galilea Galileija z njegovim ročno napisanim zapiskom, ki določa povečevalno moč leče, na razstavi na The Franklin Institute v Philadelphiji. Zasluge: AP Photo/Matt Rourke

In čeprav je trajalo še stoletje, preden so znanstveniki – kot sta Daniel G. Fahrenheit in Anders Celsius – začeli razvijati univerzalne temperaturne lestvice, ki bi jih lahko uporabljali v takem instrumentu, je bil Galileov termoskop velik preboj. Poleg tega, da je lahko meril toploto v zraku, je prvič doslej zagotovil tudi kvantitativne meteorološke informacije.

Galileov teleskop:

Čeprav Galileo ni izumil teleskopa, jih je močno izboljšal. V več mesecih leta 1609 je razkril več zasnov teleskopov, ki so skupaj postali znani kot Galilejevi teleskopi . Prva, ki jo je izdelal med junijem in julijem 1609, je bila vohunska stekla s tremi motorji, ki jo je avgusta zamenjal z inštrumentom z osmimi motorji, ki ga je predstavil beneškemu senatu.

Do naslednjega oktobra ali novembra mu je to uspelo izboljšati z ustvarjanjem teleskopa z dvajsetimi pogoni – prav teleskopa, s katerim je opazoval Luno, odkrival štiri Jupitrove satelite (v nadaljnjem besedilu: Galilejske lune ), zaznajo faze Venere in razdelijo meglice v zvezde.

Ta odkritja so Galileu pomagala pri napredovanju Kopernikanskega modela, ki je v bistvu navajal, da je Sonce (in ne Zemlja) središče vesolja (aka. heliocentrizem ). Svoje zasnove je še bolj izpopolnjeval in na koncu ustvaril teleskop, ki bi lahko predmete povečal za faktor 30.

Čeprav so bili ti teleskopi po sodobnih standardih skromni, so bili velik napredek v primerjavi z modeli, ki so obstajali v Galilejevem času. To, da mu jih je vse uspelo izdelati sam, je še en razlog, zakaj veljajo za njegove najbolj impresivne izume.

Zaradi instrumentov, ki jih je ustvaril, in odkritij, ki so jih pomagali narediti, je Galileo upravičeno priznan kot ena najpomembnejših osebnosti znanstvene revolucije. Njegovi številni teoretični prispevki na področju matematike, tehnike in fizike so prav tako izpodbijali aristotelove teorije, ki so bile sprejete stoletja.

Skratka, bil je eden redkih ljudi, ki so – s svojim neutrudnim iskanjem znanstvene resnice – za vedno spremenili naše razumevanje vesolja in temeljnih zakonov, ki ga urejajo.

Universe Today ima članke o Galilejev teleskop in znanstveniki želijo izkopati Galilejevo telo .

Za več informacij obiščite projekt Galileo in Teleskop Galileo in zakoni dinamike .

Astronomska zasedba ima epizodo izbira in uporaba teleskopa in kako zgradite svoje .

vir: NASA