Galileo jest uważany za jednego z największych astronomów wszechczasów. Jednak Galileo znany jest również z licznych wynalazków naukowych, które dokonał za życia.
Należą do nich jego słynny teleskop, ale także seria urządzeń, które miałyby ogromny wpływ na pomiary, użycie artylerii, rozwój zegarów i meteorologię. Galileo stworzył wiele z nich, aby zarobić dodatkowe pieniądze na utrzymanie swojej rodziny. Ale ostatecznie pomogłyby umocnić jego reputację człowieka, który podważył stulecia wcześniejszych poglądów i zrewolucjonizował nauki.
Waga hydrostatyczna:
Zainspirowany historią Archimedesa i jego chwilą „Eureki” Galileusz zaczął przyglądać się, jak jubilerzy ważą metale szlachetne w powietrzu, a następnie przemieszczają się, aby określić ich ciężar właściwy. W 1586 roku, w wieku 22 lat, opracował teorię lepszej metody, którą opisał w traktacie zatytułowanym La Bilancetta (lub „Mała równowaga”).
W tym przewodzie opisał dokładną wagę do ważenia rzeczy w powietrzu i wodzie, w której część ramienia, na której zawieszono przeciwwagę, była owinięta metalowym drutem. Ilość, o którą trzeba było przesunąć przeciwwagę podczas ważenia w wodzie, można było następnie bardzo dokładnie określić, zliczając liczbę zwojów drutu. W ten sposób można bezpośrednio odczytać stosunek metali takich jak złoto do srebra w obiekcie.
Pompa Galileusza:
W 1592 r. Galileo został profesorem matematyki na uniwersytecie w Padwie i często podróżował do Arsenału - wewnętrznego portu, w którym wyposażano statki weneckie. Arsenał od wieków był miejscem praktycznych wynalazków i innowacji, a Galileo wykorzystał okazję do szczegółowego zbadania urządzeń mechanicznych.
W 1593 r. Skonsultowano się z nim w sprawie umieszczenia wioseł w galerach i przedłożono raport, w którym traktował wiosło jako dźwignię i prawidłowo uczynił wodę podporą. Rok później Senat Wenecki przyznał mu patent na urządzenie do podnoszenia wody, które opierało się na jednym koniu do pracy. Stało się to podstawą nowoczesnych pomp.
Dla niektórych Pompa Galileusza była jedynie ulepszeniem Śruby Archimedesa, która została opracowana w III wieku p.n.e. i opatentowana w Republice Weneckiej w 1567 r. Istnieją jednak oczywiste dowody na powiązanie wynalazku Galileusza z wcześniejszym i mniej wyrafinowanym projektem Archimedesa.
Zegar wahadłowy:
W XVI wieku fizyka arystotelesowska była nadal dominującym sposobem wyjaśniania zachowania ciał w pobliżu Ziemi. Na przykład uważano, że ciężkie ciała szukały swojego naturalnego miejsca lub odpoczynku - tj. W centrum rzeczy. W rezultacie nie istniały żadne środki, aby wyjaśnić zachowanie wahadła, w którym ciężkie ciało zawieszone na linie kołysało się w przód iw tył i nie szukało odpoczynku na środku.
Już Galileusz przeprowadził eksperymenty, które wykazały, że cięższe ciała nie spadały szybciej niż lżejsze - kolejne przekonanie zgodne z teorią arystotelesowską. Ponadto wykazał również, że przedmioty wyrzucane w powietrze przemieszczają się w łukach parabolicznych. Opierając się na tym i swojej fascynacji ruchem do przodu i do tyłu podwieszonego ciężaru, zaczął badać wahadła w 1588 roku.
W 1602 r. Wyjaśnił swoje obserwacje w liście do przyjaciela, w którym opisał zasadę izochronizmu. Według Galileusza zasada ta zapewniała, że czas potrzebny do wahadła wahadła nie jest związany z łukiem wahadła, ale raczej z długością wahadła. Porównując dwa wahadła o podobnej długości, Galileo wykazał, że będą się huśtać z tą samą prędkością, pomimo ciągnięcia na różnych długościach.
Według Vincenzo Viviana, jednego z rówieśników Galileusza, w 1641 r. Podczas aresztu domowego Galileusz opracował projekt zegara wahadłowego. Niestety, będąc wówczas ślepym, nie był w stanie ukończyć go przed śmiercią w 1642 roku. W rezultacie, publikacja Christiaana Huygensa HorologriumOscylatoriumw 1657 roku jest uznawany za pierwszą zarejestrowaną propozycję zegara wahadłowego.
Sektor:
Działo, które po raz pierwszy wprowadzono do Europy w 1325 roku, stało się ostoją wojny za czasów Galileusza. Stając się bardziej wyrafinowanymi i mobilnymi, strzelcy potrzebowali oprzyrządowania, aby pomóc im w koordynowaniu i obliczaniu ognia. W związku z tym w latach 1595–1598 Galileo opracował i ulepszył geometryczny i wojskowy kompas do użytku przez strzelców i geodetów.
Istniejące kompasy strzelców opierały się na dwóch ramionach pod kątem prostym i okrągłej skali z pionową linią, aby określić wysokość. Tymczasem opracowane w tym czasie kompasy matematyczne lub przekładki zostały zaprojektowane z różnymi przydatnymi skalami na nogach. Galileo połączył zastosowania obu instrumentów, projektując kompas lub sektor z wygrawerowanymi na nogach wieloma przydatnymi skalami, które można wykorzystać do różnych celów.
Oprócz oferowania nowego i bezpieczniejszego dla strzelców dokładnego podniesienia armat, oferował także szybszy sposób obliczania potrzebnego prochu na podstawie wielkości i materiału kuli armatniej. Jako instrument geometryczny umożliwił on budowę dowolnego regularnego wielokąta, obliczenie pola dowolnego wielokąta lub sektora kołowego oraz szereg innych obliczeń.
Termometr Galileusza:
Pod koniec XVI wieku naukowcy nie mieli praktycznych środków do pomiaru ciepła i temperatury. Próby naprawienia tego w inteligencji weneckiej zaowocowały termoskopem, instrumentem opartym na idei rozszerzania się powietrza z powodu obecności ciepła.
W ca. W 1593 r. Galileusz skonstruował własną wersję termoskopu, który polegał na rozszerzaniu i kurczeniu się powietrza w żarówce w celu przemieszczania wody w dołączonej rurce. Z biegiem czasu on i jego koledzy pracowali nad skalą numeryczną, która mierzyłaby ciepło w oparciu o rozszerzanie się wody wewnątrz rurki.
I choć minie całe stulecie, zanim naukowcy - tacy jak Daniel G. Fahrenheit i Anders Celsius - zaczną opracowywać uniwersalne skale temperatur, które można by zastosować w takim instrumencie, termometr Galileusza był wielkim przełomem. Oprócz możliwości pomiaru ciepła w powietrzu, po raz pierwszy dostarczył ilościowe informacje meteorologiczne.
Teleskop Galileusza:
Chociaż Galileusz nie wynalazł teleskopu, znacznie go ulepszył. W ciągu wielu miesięcy w 1609 r. Zaprezentował wiele projektów teleskopów, które zbiorowo będą znane jako Teleskopy Galilejskie. Pierwszy, który zbudował między czerwcem a lipcem 1609 r., Był trzy-napędzanym lunetą, którą zastąpił w sierpniu ośmio napędzanym instrumentem, który przedstawił Senatowi Weneckiemu.
W październiku lub listopadzie udało mu się to ulepszyć dzięki stworzeniu dwudziestoelementowego teleskopu - tego samego teleskopu, którego użył do obserwacji Księżyca, odkrył cztery satelity Jowisza (zwane dalej Księżycami Galilejskimi), rozpoznał fazy Wenus i rozłóż łaty mgławicowe na gwiazdy.
Odkrycia te pomogły Galileuszowi rozwinąć Model Kopernika, który zasadniczo stwierdził, że Słońce (a nie Ziemia) jest centrum wszechświata (aka heliocentryzm). Następnie udoskonalił swoje projekty, tworząc teleskop, który mógłby powiększać obiekty 30-krotnie.
Chociaż te teleskopy były skromne według współczesnych standardów, stanowiły ogromną poprawę w stosunku do modeli istniejących w czasach Galileusza. Fakt, że udało mu się je wszystkie zbudować, to kolejny powód, dla którego uważa się je za jego najbardziej imponujące wynalazki.
Ze względu na instrumenty, które stworzył i odkrycia, które pomogli dokonać, Galileo słusznie jest uznawany za jedną z najważniejszych postaci rewolucji naukowej. Jego liczne wkłady teoretyczne w dziedzinie matematyki, inżynierii i fizyki stanowiły także wyzwanie dla teorii arystotelesowskich przyjętych od wieków.
Krótko mówiąc, był jednym z niewielu ludzi, którzy poprzez niestrudzone dążenie do naukowej prawdy na zawsze zmienili nasze rozumienie wszechświata i podstawowych praw, które nim rządzą.
Magazyn Space zawiera artykuły na temat teleskopu Galileusza, a naukowcy chcą ekshumować ciało Galileusza.
Aby uzyskać więcej informacji, sprawdź projekt Galileo i teleskop Galileo oraz prawa dynamiki.
Astronomy Cast ma epizod na temat wybierania teleskopu i korzystania z niego oraz sposobu budowania własnego.
Źródło: NASA
