Galileo tiek uzskatīts par vienu no visu laiku lielākajiem astronomiem. Tomēr Galileo ir pazīstams arī ar daudzajiem zinātniskajiem izgudrojumiem, kurus viņš paveica savas dzīves laikā.
To skaitā bija viņa slavenais teleskops, kā arī virkne ierīču, kurām būtu dziļa ietekme uz mērījumiem, artilērijas izmantošanu, pulksteņu izstrādi un meteoroloģiju. Galileo izveidoja daudzus no tiem, lai nopelnītu papildu naudu savas ģimenes uzturēšanai. Bet galu galā tie palīdzēs nostiprināt viņa reputāciju kā cilvēkam, kurš apstrīdēja gadsimtiem vērtīgus iepriekš pieņemtus priekšstatus un revolucionēja zinātnes.
Hidrostatiskais līdzsvars:
Iedvesmojoties no stāsta par Arhimēdu un viņa “Eureka” mirkli, Galileo sāka izpētīt, kā juvelieri sver dārgmetālus gaisā un pēc tam ar pārvietojumu, lai noteiktu to īpatnējo svaru. 1586. gadā, 22 gadu vecumā, viņš teorēja par labāku metodi, kuru viņš aprakstīja traktātā ar nosaukumu La Bilancetta (vai “Mazais atlikums”).
Šajā traktā viņš aprakstīja precīzu svaru svēršanu lietu svēršanai gaisā un ūdenī, kurā rokas daļa, uz kuras tika pakārts pretsvars, bija ietīta ar metāla stiepli. Tad ļoti precīzi varēja noteikt summu, par kādu pretsvars bija jāpārvieto, sverot ūdenī, saskaitot stieples pagriezienu skaitu. To darot, metālu, piemēram, zelta un sudraba, īpatsvaru objektā var nolasīt tieši.
Galileo's Pump:
1592. gadā Galileo tika iecelts par matemātikas profesoru Padovas universitātē un bieži veica braucienus uz Arsenālu - iekšējo ostu, kur tika ierīkoti Venēcijas kuģi. Arsenāls gadsimtiem ilgi bija praktisku izgudrojumu un inovāciju vieta, un Galileo izmantoja iespēju detalizēti izpētīt mehāniskās ierīces.
1593. gadā ar viņu konsultējās par airu izvietošanu kambīzēs, un viņš iesniedza ziņojumu, kurā viņš izturējās pret airu kā sviru un pareizi padarīja ūdeni par balstu. Gadu vēlāk Venēcijas Senāts viņam piešķīra patentu ierīcei ūdens celšanai, kuras darbībai bija nepieciešams tikai viens zirgs. Tas kļuva par mūsdienu sūkņu pamatu.
Dažiem Galileo Pump bija tikai uzlabojums Archimedes skrūvē, kas pirmo reizi tika izstrādāts trešajā gadsimtā pirms mūsu ēras un tika patentēts Venēcijas Republikā 1567. Tomēr ir acīmredzami pierādījumi, kas savieno Galileo izgudrojumu ar Archimedes agrāku un mazāk sarežģītu dizainu.
Svārsta pulkstenis:
16. gadsimtā Aristotelijas fizika joprojām bija dominējošais veids, kā izskaidrot ķermeņu izturēšanos Zemes tuvumā. Piemēram, tika uzskatīts, ka smagie ķermeņi meklē savu dabisko vietu vai atpūtu - tas ir, lietu centrā. Tā rezultātā nebija nekādu līdzekļu, lai izskaidrotu svārstu izturēšanos, kad smagais ķermenis, kas piekārts no virves, šūpojas uz priekšu un atpakaļ un nemeklē atpūtu pa vidu.
Jau Galileo bija veicis eksperimentus, kas parādīja, ka smagāki ķermeņi nekrīt ātrāk nekā vieglāki - vēl viena pārliecība, kas atbilst Aristotelian teorijai. Turklāt viņš arī parādīja, ka gaisā izmesti priekšmeti pārvietojas paraboliskos lokos. Balstoties uz to un savu aizraušanos ar piekārta svara kustību uz priekšu un atpakaļ, viņš 1588. gadā sāka pētīt svārstus.
1602. gadā viņš paskaidroja savus novērojumus vēstulē draugam, kurā aprakstīja izohronijas principu. Pēc Galileo teiktā, šis princips apgalvoja, ka laiks, kas nepieciešams svārsta pagriešanai, nav saistīts ar svārsta loku, bet drīzāk ar svārsta garumu. Salīdzinot divus līdzīga garuma svārstus, Galileo parādīja, ka tie šūposies ar tādu pašu ātrumu, neskatoties uz to, ka tos velk dažādos garumos.
Pēc Vincenzo Vivian, viena no Galileo laikabiedru, vārdiem, 1641. gadā mājas aresta laikā Galileo izveidoja svārsta pulksteņa dizainu. Diemžēl, būdams tajā laikā akls, viņš nespēja to pabeigt pirms savas nāves 1642. gadā. Rezultātā Kristiana Hjūgena publikācija HorologrijsOscilatorijs1657. gadā tiek atzīts par pirmo reģistrēto svārsta pulksteņa priekšlikumu.
Nozare:
Lielgabals, kuru pirmo reizi Eiropā ieveda 1325. gadā, Galileo laikā bija kļuvis par galveno kara pamatu. Kļūstot sarežģītākam un mobilākam, lielgabalniekiem bija nepieciešami instrumenti, kas viņiem palīdzētu koordinēt un aprēķināt ugunsgrēku. Kā tāds laika posmā no 1595. līdz 1598. gadam Galileo izstrādāja un uzlaboja ģeometrisko un militāro kompasu, ko izmantot ieroču un mērnieku vajadzībām.
Esošie pistoles kompasi balstījās uz divām rokām taisnā leņķī un apļveida mērogā ar svērto līniju, lai noteiktu paaugstinājumus. Tikmēr šajā laikā izstrādātie matemātiskie kompasi jeb dalītāji tika veidoti ar dažādām noderīgām skalām uz kājām. Galileo apvienoja abu instrumentu lietojumus, izstrādājot kompasu vai sektoru, uz kura kājām bija iegravēti daudzi noderīgi svari, kurus varēja izmantot dažādiem mērķiem.
Papildus tam, ka tika piedāvāts jauns un drošāks veids, kā lielgabaliem precīzi pacelt lielgabalus, tas piedāvāja arī ātrāku veidu, kā aprēķināt nepieciešamo šaujampulvera daudzumu, pamatojoties uz lielgabala lielumu un materiālu. Kā ģeometrisks instruments tas ļāva izveidot jebkuru regulāru daudzstūri, aprēķināt jebkura daudzstūra vai apļveida sektora laukumu un veikt dažādus citus aprēķinus.
Galileo termometrs:
16. gadsimta beigās zinātniekiem nebija praktisku līdzekļu siltuma un temperatūras mērīšanai. Mēģinājumi labot to Venēcijas inteliģences ietvaros radīja termoskopu - instrumentu, kas balstījās uz ideju par gaisa izplešanos siltuma klātbūtnes dēļ.
Apmēram 1593. gadā Galileo uzbūvēja pats savu termoskopa versiju, kas paļāvās uz gaisa izplešanos un saraušanos spuldzē, lai pārvietotu ūdeni pievienotajā mēģenē. Laika gaitā viņš un viņa kolēģi strādāja, lai izstrādātu skaitlisku skalu, kas izmērītu siltumu, pamatojoties uz ūdens izplešanos caurulē.
Un, lai arī būtu pagājis vēl gadsimts, līdz zinātnieki - piemēram, Daniels G. Fahrenheits un Anderss Celsius - sāktu izstrādāt universālas temperatūras skalas, kuras varētu izmantot šādā instrumentā, Galileo termoskops bija būtisks sasniegums. Papildus tam, ka tā varēja izmērīt siltumu gaisā, tā arī pirmo reizi sniedza kvantitatīvu meteoroloģisko informāciju.
Galileo teleskops:
Kamēr Galileo neizgudroja teleskopu, viņš tos ievērojami uzlaboja. Daudzu mēnešu laikā 1609. gadā viņš atklāja vairākus teleskopu dizainus, kas kopīgi būtu pazīstami kā Galilejas teleskopi. Pirmais, ko viņš uzbūvēja no 1609. gada jūnija līdz jūlijam, bija trīs motoru stikla pakete, kuru viņš līdz augustam aizstāja ar astoņu instrumentu instrumentu, kuru viņš pasniedza Venēcijas Senātam.
Nākamā gada oktobrī vai novembrī viņam izdevās to uzlabot, izveidojot divdesmit darbināmu teleskopu - tieši to teleskopu, kuru viņš mēdza novērot Mēness, atklāt četrus Jupitera satelītus (turpmāk sauktus par Galilejas mēness), uztvert Venēras fāzes un miglošanās plankumus pārvērš zvaigznēs.
Šie atklājumi palīdzēja Galileo virzīties uz priekšu Kopernika modelī, kurā būtībā tika teikts, ka Saule (un nevis Zeme) ir Visuma centrs (pazīstams arī kā heliocentrisms). Viņš turpinātu uzlabot savus dizainus, galu galā izveidojot teleskopu, kas objektus varētu palielināt ar koeficientu 30.
Lai arī šie teleskopi bija pazemīgi pēc mūsdienu standartiem, tie bija milzīgs uzlabojums salīdzinājumā ar modeļiem, kas pastāvēja Galileo laikā. Tas, ka viņam izdevās tos visus uzkonstruēt, ir vēl viens iemesls, kāpēc tie tiek uzskatīti par viņa iespaidīgākajiem izgudrojumiem.
Sakarā ar viņa radītajiem instrumentiem un atklājumiem, ko viņi palīdzēja izdarīt, Galileo pamatoti tiek atzīts par vienu no svarīgākajiem zinātniskās revolūcijas skaitļiem. Viņa daudzais teorētiskais ieguldījums matemātikas, inženierzinātņu un fizikas jomā arī izaicināja Aristotelian teorijas, kuras bija pieņemtas gadsimtiem ilgi.
Īsāk sakot, viņš bija viens no nedaudzajiem cilvēkiem, kurš, nenogurstoši meklējot zinātnisko patiesību, uz visiem laikiem mainīja mūsu izpratni par Visumu un pamatlikumiem, kas to pārvalda.
Žurnālā Space Space ir raksti par Galileo teleskopu, un zinātnieki vēlas ekshumēt Galileo ķermeni.
Lai iegūtu papildinformāciju, iepazīstieties ar Galileo projektu un Galileo teleskopu un Dinamikas likumiem.
Astronomy Cast ir epizode par teleskopa izvēli un lietošanu un kā izveidot savu.
Avots: NASA
