Galileo Galilei - astronomiens far

I løpet av noen få klare vinterkvelder for 400 år siden oppdaget Galileo Galilei Jupiters måner. Oppdagelsen endret vårt verdensbilde for all tid, og Galilei regnes som en av de mest betydingsfulle vitenskapsmenn gjennom tidene.

Publisert
Portrett av Galileo Galilei, malt av Medici maleren Justus Sustermans.
Portrett av Galileo Galilei, malt av Medici maleren Justus Sustermans.

Astronomiåret 2009


 

For 400 år siden, i 1609, rettet Galileo Galilei som første menneske et teleskop opp mot himmelen og så med egne øyne at Jorda bare var en av mange planeter og ikke sentrum av universet.

Hans mange oppdagelser skal feires gjennom 2009, som er utnevnt av UNESCO og FN som Det internasjonale astronomiåret.

I forbindelse med dette har forskning.no invitert norske astronomer og formidlere til å levere saker om temaet.

Følg også med på hva som skjer rundt om i landet på den norske hjemmesiden:

Astronomiåret 2009

Den 15. februar 1564 fødte Giulia degli Ammannati sin første sønn, Galileo, i Pisa, Toscana (Italia). Faren, Vincenzo Galilei, var en lut-musiker og arbeidet også med musikkteori.

Etter hvert som Galileo vokste opp viste han seg å være en begavet matematiker, en oppfinnsom eksperimentell fysiker med en intuitiv forståelse for fysiske prossesser.

Han er sannsynligvis den første som har uttalt at naturlovene kan uttrykkes matematisk. 

Tidlig vitenskaplig karriere

Galileo var også en meget oppfinnsom kar. I sine tidlige år som vitenskapsmann studerte Galileo blant annet legemers bevegelse i fritt fall, ved å slippe gjenstander av forskjellig vekt fra Det skjeve tårn i Pisa.

Galileo fant at legemer med forskjellig masse faller like hurtig til bakken og at avstandsforholdet tilbakelagt av objekter i fritt fall, dersom man dobler tiden, øker med et oddetall (f.eks. 1, 3, 5, 7, …).

Galileo forsto også at denne sammenhengen kunne uttrykkes slik d ~ t^2. De uavhengige arbeidene til Galileo, Kepler og Descartes la langt på vei grunnlaget for den klassiske mekanikk som Isaac Newton videreførte.

Galileo oppfant også en rekke instrumenter, deriblant en geometrisk og militær passer som ble tatt i bruker en rekke steder i Europa. Termoskopet, også kalt Galileos termometer, er nok et eksempel på Galileos oppfinnsomhet og er et tidlig instrument for å måle temperatur.

Sommeren 1609 besøkte Galileo sin venn, Paolo Sarpi, i Venezia og fikk høre om en ny oppfinnelse fra Holland som fikk fjerne legemer til å virke nærmere.

Galileos teleskop

Umiddelbart etter besøket hos Sarpi kjøpte Galileo små linser hos en brillemaker og dro tilbake til Padova hvor han bygget sitt første teleskop (med tre ganger forstørrelse) allerede i juni-juli 1609. På dette tidspunkt kunne lignende instrument kjøpes hos enkelte optikere i Nord-Europa.

Men disse teleskopene var ikke spesielt imponerende med sin meget begrensede ytelse og var langt fra nyttige til å studere Jupiter og dens måner. Galileo hadde i august 1609 forbedret ytelsen betraktelig og hadde nå et instrumentet med åtte ganger (8x) forstørrelse.

Dette demonstrerte han den 25. august for senatet i Venezia fra det 100 meter høye klokketårnet ved Markusplassen i Venezia. De inviterte kunne gjennom teleskopet se personer bevege seg på den nærliggende øyen Murano og var svært begeistret.

I august 1609 demonstrerer Galileo sitt teleskop i toppen av klokketårnet ved St. Markusplassen, Venezia.
I august 1609 demonstrerer Galileo sitt teleskop i toppen av klokketårnet ved St. Markusplassen, Venezia.

Til alles overraskelse kunne de faktisk skimte en kuppel i det fjerne mot øst, som viste seg å være kuppelen på St. Giustina kirken i Padova, 35 kilometer unna.

Den moderne astronomiens begynnelse

I løpet av oktober/november 1609 hadde Galileo videreutviklet teleskopet betraktelig og var nå ledende i optiker-kunsten med sitt 20x teleskop. Med dette teleskopet begynte han for alvor å studere stjernehimmelen og etter en periode med dårlig vær over jul og nyttår rettet Galileo det nye teleskopet sitt mot Jupiter den 7. januar 1610.

Han fikk da øye på planeten som en sterkt lysende skive (uten overflatedetaljer) og tre forholdsvis lyssterke “stjerner”. Galileo noterte seg hva han observerte og antok de tre objektene var nyoppdagede stjerner.

Noen månder senere publiserte Galileo sine oppdagelser i boken Sidereus Nuncius, hvor han også indikerte de nøyaktige posisjonene av disse nyoppdagede objektene. Figuren under viser Galileos nedtegnelse i boken og til høyre hva han trolig så gjennom sitt teleskop den samme kvelden.

Det er interessant å merke seg at månene Io og Europa var så tett samlet at de så ut til å være én “stjerne”.

Ettersom planetene forflytter seg i forhold til bakgrunnstjerner ville Galileo også forvente å finne de tre nye “stjernene” forflyttet seg helt eller delvis ut av synsfeltet til neste kveld. Den 8. januar fortsatte Galileo observasjonene umiddelbart etter solnedgang.

Da fikk han til sin overraskelse se at stjernene nå befant seg samlet vest for planeten. Selv om planeter til tider kan vise retrograd bevegelse - tilbakegående bevegelse - var nok dette ganske uventet (foruten at de nå var tettere samlet).

Den 9. januar, 1610 var det helt overskyet og Galileo kunne ikke foreta observasjoner. Den 10. januar var det derimot klart igjen og Galileo ble nå igjen overrasket over det han fikk se, kun to av “stjernene” var synlige (to av de fire månene var tett samlet, og en var gjemt bak planeten).

Galileo begynte nok nå å ane en forklaring på de merkverdige observasjonene og røpet sin mistanke i notatene neste kveld med forklaringen om at dette nok ikke var stjerner men måner i bane rundt Jupiter!

Bevegelsene til de fire galileiske månene (Medici-planeter som Galileo først kalte dem) er faktisk så betydelig at posisjonsendringer normalt er tydelige i løpet av noen timer. Oppdagelsen vakte stor begistring over hele Europa og var blant de beste argumentene for det Kopernikanske (heliosentrisk) verdensbildet.

En annerkjent vitenskapsmann

Etter å ha bestemt banebevegelsene til de fire månene rundt Jupiter foreslo Galileo at månenes posisjon kunne brukes som en nøyaktig universell klokke. Korrekt tid er blant annet avgjørende for bestemmelse av lengdegrad.

Metoden hadde derimot en rekke praktiske problemer ved seg og viste seg helt ubrukelig til sjøs ettersom de nøyaktige astronomiske observasjonene var for vanskelige å utføre på en gyngende båt (dessuten måtte det være skyfri himmel). Men månebevegelsene ble senere brukt i for eksempel større landmålingsoppdrag.

Galileo gjorde en rekke andre oppdagelser og oppfinnelser etter at han ble en kjent vitenskapsmann. Vinteren 1612 observerte Galileo også at Neptun passerte Jupiter og dens måner, og noterte seg det uten å være klar over at det faktisk var en planet.

Han gjorde altså den første observasjonen av planeten, 234 år før den ble bekreftet observert som følge av teoretisk prediksjon gjennom dens påvirkning av banen til Uranus.

Galileo oppdaget også Månens longitude-librasjon, en vuggeeffekt som følge av dens noe eksentriske bane.

Siden hans oppdagelser av månene rundt Jupiter, kratere og ugjevnheter på Månen, stjernetåker, solflekker på Solen og Venus faser, er Galileo etterhvert blitt betraktet som en av de mest betydningsfulle vitenskapsmenn gjennom tidene.

Men han er kanskje mest kjent for å ha blitt anklaget og dømt som kjetter av den konservative katolske kirken i regi av paven Urban VIII (også kjent som Matteo Barberini, tidligere venn og støttespiller av Galileo).

Galileo ble holdt i husarrest resten av sitt liv og ble vanæret gjennom ydmykelsen av rettsaken og dommen.

Han var derimot alltid høyt aktet av vitenskapsmenn over hele Europa og hans bok Dialogen (som var svartelistet og forbudt i Italia) ble trykket og distribuert i blant annet Holland mens han ennå levde.

Vatikanet tilsto ikke sine feil og urettmessig dom av Galileo før pave Johannes Paul II i 1992 beklaget kirkens håndtering av Galileo Galilei.