גלילאו נחשב לאחד האסטרונומים הגדולים בכל הזמנים. עם זאת, גלילאו ידוע גם בשל ההמצאות המדעיות הרבות שעשה במהלך חייו.
אלה כללו את הטלסקופ המפורסם שלו, אך גם סדרה של מכשירים שישפיעו בצורה עמוקה על מדידות, השימוש בתותחנים, פיתוח שעונים ומטאורולוגיה. גלילאו יצר רבים כאלה על מנת להרוויח כסף נוסף לפרנסת משפחתו. אך בסופו של דבר, הם היו עוזרים לבסס את המוניטין שלו כאיש שקרא תיגר במשך מאות שנים של רעיונות שהיו בעבר וחולל מהפכה במדעים.
איזון הידרוסטטי:
בהשראת סיפור ארכימדס ורגע ה"אוריקה "שלו, החל גלילאו לבדוק כיצד תכשיטנים שקלו מתכות יקרות באוויר, ואז על ידי עקירה, כדי לקבוע את כוח המשיכה הספציפי שלהם. בשנת 1586, בגיל 22, תיאוריז בשיטה טובה יותר, אותה תיאר בחיבור שכותרתו לה בילנסטה (או "המאזן הקטן").
במערכת זו הוא תיאר איזון מדויק לשקלול דברים באוויר ובמים, בו החלק של הזרוע עליו נתלה משקל הנגד היה עטוף בחוט מתכת. ניתן לקבוע באופן מדויק את הסכום שלפיו היה צריך להעביר את משקל הנגד בעת שקילת מים, על ידי ספירת מספר סיבובי החוט. בכך ניתן יהיה לקרוא ישירות את חלק המתכות כמו זהב לכסף באובייקט.
המשאבה של גלילאו:
בשנת 1592 מונה גלילאו לפרופסור למתמטיקה באוניברסיטת פאדובה וערך טיולים תכופים בארסנל - הנמל הפנימי בו הותקנו ספינות ונציאניות. ארסנל היה מקום של המצאה וחדשנות מעשית במשך מאות שנים, וגלילאו ניצלה את ההזדמנות ללמוד מכשירים מכניים בפירוט.
בשנת 1593 נועץ בו בנוגע להצבת משוטים בעגלות והגיש דוח בו התייחס לשוט כמנוף והפך נכון את המים לנקודת המשען. שנה לאחר מכן העניק לו הסנאט הוונציאני פטנט על מכשיר לגידול מים שהסתמך על סוס בודד למבצע. זה הפך לבסיס של משאבות מודרניות.
עבור חלקם, המשאבה של גלילאו הייתה רק שיפור במברג ארכימדס, אשר פותח לראשונה במאה השלישית לפני הספירה והוגש פטנט ברפובליקה הוונציאנית בשנת 1567. עם זאת, קיימות עדויות שקשורות להמצאת גלילאו לארכימדס בעיצוב מוקדם יותר ופחות מתוחכם.
שעון מטוטלת:
במהלך המאה ה -16, הפיזיקה האריסטוטלית הייתה עדיין הדרך השלטת ביותר להסביר את התנהגותם של גופים בקרבת כדור הארץ. לדוגמה, האמינו כי גופים כבדים חיפשו את מקומם הטבעי או מנוחתם - כלומר במרכז העניינים. כתוצאה מכך לא היו שום אמצעים להסביר את התנהגות מטוטלות, בהן גוף כבד התלוי מחבל היה מתנדנד קדימה ואחורה ולא מחפש מנוחה באמצע.
כבר עכשיו ביצעה גלילאו ניסויים שהוכיחו כי גופים כבדים יותר לא נופלים מהר יותר מאלו קלים יותר - אמונה נוספת התואמת את התיאוריה האריסטוטלית. בנוסף, הוא גם הדגים כי חפצים שנזרקו לאוויר נודדים בקשתות פרבוליות. בהתבסס על זה ועל הקסם שלו מהתנועה הלוך ושוב במשקל מושעה, הוא החל לחקור מטוטלות בשנת 1588.
בשנת 1602, הוא הסביר את תצפיותיו במכתב לחבר, בו תיאר את עקרון האיזוכרוניזם. לטענת גלילאו, עיקרון זה טען כי הזמן שלוקח לטוטלת המטוטלת אינו קשור לקשת המטוטלת, אלא אורך המטוטלת. בהשוואה לשני מטוטלות באורך דומה, הדגימה גלילאו שהם יתנדנדו באותה מהירות, למרות שנמשכו באורכים שונים.
לדברי וינצ'נזו ויויאן, אחד מבני דורו של גלילאו, זה היה בשנת 1641 בזמן מעצר בית שגלילאו יצר עיצוב לשעון מטוטלת. לרוע המזל, בהיותו עיוור באותה תקופה, הוא לא הצליח להשלים את זה לפני מותו בשנת 1642. כתוצאה מכך, פרסום של כריסטיאן הויגנס על הורולוגריוםאוסצילטוריוםבשנת 1657 מוכר כהצעה הראשונה שהוקלטה לשעון מטוטלת.
המגזר:
התותח, שהוצג לראשונה לאירופה בשנת 1325, הפך לעמוד התווך של מלחמה בזמנו של גלילאו. לאחר שהפכו מתוחכמים וניידים יותר, התותחים היו צריכים מכשירים שיעזרו להם לתאם ולחשב את האש שלהם. ככזה, בין 1595 ל -1598, גלילאו תכנן ושיפר מצפן גיאומטרי וצבאי לשימושם של תותחים וסוקרים.
מצפיהם של התותחן הקיימים הסתמכו על שתי זרועות בזוויות ישרות וסולם עגול עם קו אינסטלציה כדי לקבוע גבהים. בינתיים, מצפנים מתמטיים, או מפרידים, שפותחו במהלך תקופה זו עוצבו עם קשקשים שימושיים שונים על רגליהם. גלילאו שילב את השימושים בשני המכשירים, ותכנן מצפן או מגזר עם קשקשים שימושיים רבים שנחרטו על רגליו וניתן להשתמש בהם למגוון מטרות.
בנוסף להציע דרך חדשה ובטוחה יותר עבור תותחים לרומם את התותחים שלהם במדויק, היא גם הציעה דרך מהירה יותר לחשב את כמות אבק השריפה הדרושה על פי גודל וחומר הכדור התותח. כמכשיר גאומטרי, הוא אפשר לבנות כל מצולע רגיל, חישוב השטח של כל מצולע או מגזר מעגלי ושלל חישובים אחרים.
מדחום גלילאו:
במהלך סוף המאה ה -16 לא היו אמצעים מעשיים למדענים למדידת חום וטמפרטורה. ניסיונות לתקן זאת בתוך האינטליגנציה הוונציאנית הביאו לתרמוסקופ, מכשיר שבנה על רעיון התפשטות האוויר עקב נוכחות חום.
בקירוב 1593, גלילאו בנה גרסה משלו לטרמוסקופ שהסתמך על התפשטות והתכווצות האוויר בנורה כדי להזיז מים בצינור מחובר. עם הזמן הוא ועמיתיו פעלו לפיתוח סולם מספרי שיודד את החום על בסיס התפשטות המים בתוך הצינור.
בעוד שזה ייקח מאה נוספת עד שמדענים - כמו דניאל ג. פרנהייט ואנדרס צלסיוס - החלו לפתח סולמות טמפרטורה אוניברסליים שניתן להשתמש בהם בכלי כזה, התרמוסקופ של גלילאו היווה פריצת דרך משמעותית. בנוסף ליכולת למדוד חום באוויר, הוא סיפק לראשונה מידע מטאורולוגי כמותי.
הטלסקופ של גלילאו:
בעוד שגלילאו לא המציא את הטלסקופ, הוא שיפר אותם מאוד. במהלך חודשים רבים במהלך 1609, הוא חשף מספר רב של עיצובים טלסקופיים שהיו מכנים יחד את הטלסקופים הגליליים. הראשון, שהוא בנה בין יוני ליולי של 1609, היה משקפי מגן עם שלוש פעולות, שהחליף באוגוסט בכלי שמונה מופעים שהגיש לסנאט הוונציאני.
כבר באוקטובר או בנובמבר שלאחר מכן, הוא הצליח לשפר את זה בעזרת יצירת טלסקופ עשרים המונע - ממש הטלסקופ שהוא נהג להשקיף על הירח, לגלות את ארבעת הלוויינים של יופיטר (המכונה אז הירחים הגליליים), להבחין ב שלבים של ונוס, ופתרון טלאי ערפילית לכוכבים.
תגליות אלה עזרו לגלילאו לקדם את הדגם הקופרניקני, אשר קבע למעשה כי השמש (ולא כדור הארץ) הייתה מרכז היקום (המכונה גם הליוצנטריות). הוא היה ממשיך לעדן את העיצובים שלו עוד יותר, ובסופו של דבר יצר טלסקופ שיכול להגדיל אובייקטים בפקטור של 30.
אף על פי שהטלסקופים הללו היו צנועים בסטנדרטים מודרניים, הם היו שיפור עצום לעומת הדגמים שהיו קיימים בתקופת גלילאו. העובדה שהוא הצליח לבנות את כולם בעצמו היא סיבה נוספת לכך שהם נחשבים להמצאות המרשימות ביותר שלו.
בגלל הכלים שיצר והתגליות שעזרו לגלות, גלילאו מוכר בצדק כאחת הדמויות החשובות ביותר במהפכה המדעית. תרומותיו התיאורטיות הרבות לתחומי המתמטיקה, ההנדסה והפיזיקה ערערו גם כן על התיאוריות האריסטוטליות שהיו מקובלות במשך מאות שנים.
בקיצור, הוא היה רק אנשים בודדים שבאמצעות המרדף הבלתי נלאה שלהם אחר האמת המדעית - שינו לעד את הבנתנו את היקום ואת החוקים הבסיסיים השולטים בו.
במגזין החלל מאמרים על הטלסקופ של גלילאו ומדענים רוצים להציף את גופתו של גלילאו.
למידע נוסף, עיינו בפרויקט גלילאו ובגלילאו הטלסקופ וחוקי הדינמיקה.
לאסטרונומיה קאסט יש פרק על בחירה ושימוש בטלסקופ ואיך לבנות משלך.
מקור: נאס"א
