Galileo Galilei: biographie, contributions et œuvres

Galileo Galilei (1564-1642) était un astronome, physicien, mathématicien et professeur italien qui a fait des observations pionnières qui sont à la base de l'astronomie et de la physique moderne. Il a également construit un télescope, ce qui lui a permis de confirmer le modèle héliocentrique de Nicolaus Copernicus.

Ses découvertes étaient importantes, mais aussi les méthodes qu'il utilisait, en particulier les mathématiques. Il a insisté sur le fait que la nature devait être décrite dans le langage mathématique, ce qui influait sur le passage d'une description verbale et qualitative à une description quantitative.

En raison de tout cela et de son rôle important dans le développement de la révolution scientifique et de la méthode scientifique, il est considéré comme le père de la science moderne. D'autre part, sa formulation de la loi des corps en chute, de l'inertie et des trajectoires paraboliques supposait le début d'une nouvelle voie dans l'étude du mouvement.

Quelque chose de peu connu à propos de Galilée, c'est qu'il était catholique. Malgré cela, il a défendu la théorie héliocentrique copernicienne et a désobéi à certains ordres que l'Église catholique avait tenté de lui imposer. C'est peut-être pour cette raison qu'il est le plus grand représentant d'un scientifique qui confronte le savoir accepté dans une autorité qui défie l'âge.

Biographie

Galileo Galilei est né le 15 février 1564 dans la région toscane, plus précisément dans la ville de Pise. Sa famille était noble, mais pas très aisée, et elle a été soutenue par le commerce. C’était une photo de famille très complète, car il y avait six frères au total.

Galilée était le plus grand de tous ses frères. Ses parents étaient le mathématicien et musicien Vincenzo Galilei, originaire de Florence; et Giulia Ammannati di Pescia, issue d'une famille d'artisans.

En raison de la situation économique difficile dans laquelle se trouvait la famille, Vincenzo a dû se consacrer au commerce, car ce qui le remplissait vraiment, c’était la musique. En fait, il était compositeur et a étudié la théorie de la musique; les œuvres écrites par lui avaient un certain prestige dans la société de l'époque.

La formation

L'éducation primaire la plus primaire de Galilée était dans sa propre maison. Ses parents étaient responsables de l’éduquer jusqu’à l’âge de 10 ans.

En 1574, les parents de Galilée s'installèrent à Florence, laissant à leur charge un voisin de la famille appelé Jacobo Borhini, qui se caractérisait par un homme très religieux.

C'est précisément Borhini qui a fait les démarches pour que Galilée puisse entrer dans le couvent de Santa María Vallombrosa, situé à Florence.

La formation qu'il a reçue là-bas était axée sur la sphère religieuse et, même à un moment de sa vie, Galilée a envisagé de se faire ordonner en tant que prêtre. Son père n'approuvait pas cet intérêt, puisqu'il était un homme non croyant.

À ce moment-là, Galilée avait contracté une infection à un œil et c’était justement cet inconfort que son père avait utilisé comme excuse pour le faire sortir du couvent, arguant qu’il avait été mal soigné.

Une fois hors du couvent, le père de Galilée l'inscrivit à l'Université de Pise. Cela s'est passé en 1581 et encore aujourd'hui, cette maison d'études reste l'une des plus importantes d'Italie. Là, Galilée a étudié les mathématiques, la philosophie et la médecine.

Intérêt pour les mathématiques

Le plan de Vincenzo Galilei était que son fils se consacre à la médecine. Cependant, la discipline qui a vraiment attiré l'attention de Galilée était les mathématiques, et Ostilio Ricci y était pour beaucoup.

Ricci était un ami de la famille Galilei et un élève du mathématicien Niccolò Tartaglia. Il a toujours perçu les mathématiques comme un outil purement pratique permettant de résoudre les problèmes d'ingénierie ou de mécanique.

Ricci a eu des séances avec Galileo, parallèlement à ses études universitaires. C’est l’approche pratique qui a retenu l’attention de Galilée, puisque Ricci se caractérisait par la transmission de ses connaissances au moyen de pratiques expérimentales, une dynamique qui n’était pas très courante à cette époque.

Ces expériences avec Ricci ont été fondamentales pour la décision prise par Galilée à cette époque: cesser de se concentrer sur la médecine et se consacrer aux mathématiques.

Il convient de noter que même à l’époque universitaire, Galilée avait fait l’une des premières découvertes liées à la mécanique, une science sur laquelle il avait largement théorisé. Il traitait de la théorie de l'isochronisme, qui établissait que les périodes d'oscillation associées aux pendules ne dépendaient pas de l'amplitude.

Auteurs influents

Les textes du géomètre grec et mathématicien Euclide ont également eu une grande influence sur Galilée. En se concentrant sur l'étude des mathématiques, il a commencé à lire différents auteurs, parmi lesquels se distinguaient Archimède, Platon et Pythagore.

Galilée s'identifiait aux déclarations de ces personnages de l'histoire et était cependant considéré comme étant contraire à ceux proposés par Aristote, philosophie pour laquelle il ne manifestait aucun intérêt.

En 1585, Galilée rentra à Florence sans avoir achevé ses études universitaires et s'intéressant beaucoup aux mathématiques. Au cours de cette étape, il a acquis beaucoup de connaissances, qui lui ont servi de base solide pour son prochain processus de formation.

Premières expériences

À partir de 1585, Galilée entreprit diverses expériences. L'un des éléments sur lesquels il s'est concentré était le centre de gravité des solides; dans le cadre de cet intérêt, il a effectué plusieurs vérifications de théorèmes liés à ce domaine.

À peu près à la même époque, Galileo a inventé le moniteur de fréquence cardiaque, un outil grâce auquel il était possible de mesurer le pouls et de le cadrer sur une échelle de temps. De même, il a continué à développer des recherches sur les pendules, la chute des corps et l'équilibre hydrostatique proposés par Archimède.

Expérience d'enseignement

Trois ans après son arrivée à Florence en 1588, l'Académie floronique platonicienne l'invita à donner quelques leçons. À partir de ce moment-là, Galileo commença à chercher un poste de professeur d'université. Au milieu du processus de recherche, il coïncidait avec des universitaires de renom tels que Guidobaldo del Monte, astronome, philosophe et mathématicien italien.

Ce dernier présenta Galilée à Ferdinand I de 'Medici, qui agissait en tant que grand-duc de Toscane. Fernando I a proposé à Galileo un poste de professeur de mathématiques à l’Université de Pise. Le 12 novembre 1589, il commença son travail en tant qu'enseignant.

En 1590 et 1591, alors qu'il exerçait ses fonctions de professeur d'université, Galilée découvrit le concept de cycloïde, qui correspond à une courbe dessinée par une pointe de cercle en se déplaçant sur une ligne. Cette conception lui a permis de dessiner des arches de ponts.

Voyage à Padoue

Certaines sources indiquent que Galilée avait eu des désaccords avec l'un des fils de Fernando I, ce qui aurait pu l'inciter à quitter Pise et à chercher d'autres horizons.

Puis, en 1592, Galileo se rendit dans la ville de Padoue et fut professeur d’astronomie, de mécanique et de géométrie à l’Université de Padoue, l’une des plus anciennes maisons d’études au monde. Il y a été professeur pendant 18 ans, jusqu'en 1610.

Galileo a notamment enseigné des cours d'architecture militaire, de mathématiques, de mécanique appliquée et d'astronomie.

À l'époque, l'Inquisition était en vigueur dans le contexte européen, mais la ville de Padoue demeurait quelque peu à l'écart des conflits, car elle faisait partie de la République de Venise, État indépendant situé vers le nord de l'Italie et extrêmement puissant à cette époque.

De ce fait, Galilée s'est senti libre de mener ses expériences en toute tranquillité d'esprit, sans être menacé par cette institution oppressive.

Mort du père

En 1591, Vincenzo Galilei est mort, père de Galilée. A cette époque, la famille était dans une situation économique grave.

À partir de ce moment-là, Galilée fut obligé de contribuer à l'économie familiale et de produire davantage de revenus, il commença à offrir des cours privés à son domicile, destinés aux enfants de familles aisées.

Galileo avait l'intention de collaborer avec sa famille, mais apparemment, il ne gérait pas l'argent de la manière la plus efficace qui soit. Par conséquent, sa contribution ne fit pas vraiment une différence.

Parmi les obligations auxquelles il devait répondre, Galilée souligna les dons de ses soeurs Virginia et Livia. Ce n’est que grâce à l’aide d’amis et aux prêts demandés par Galilée lui-même que l’économie de sa famille s’est stabilisée.

La vie ensemble

En 1599, année où Galilée faisait partie du comité fondateur de l'Accademia dei Ricovrati, il rencontra une jeune femme nommée Marina Gamba, qui devint plus tard la mère de ses enfants. Ils vivaient ensemble même s'ils ne s'étaient jamais mariés.

Ses trois enfants naquirent pratiquement les uns après les autres: en 1600 naquit Virginie, en 1601, Livia et en 1606, Vincenzo.

Le couple est resté uni jusqu'en 1610, date à laquelle ils se sont séparés et Galilée a pris en charge son fils. Quant aux filles, Vincenzo Galilei a décidé qu'elles ne pourraient pas se marier parce qu'elles étaient illégitimes, raison pour laquelle elles ont été enregistrées dans un couvent. Contrairement à Virginia et Livia, le fils de Galilée fut finalement formalisé en tant que fils légitime.

Découvertes

Les années entre 1604 et 1609 ont été très positives pour Galilée, qui a fait plusieurs découvertes.

Parmi les plus importants, on peut citer la conception de la loi du mouvement uniformément accéléré, la vérification du fonctionnement de la pompe à eau et les observations sur une nouvelle étoile observée dans le ciel.

En 1606, Galileo créa le thermoscope, un outil innovant capable de mesurer objectivement la quantité de chaleur et de froid dans un espace. Dans le même temps, il s'est également consacré à l'étude de la conformation des aimants.

Télescope

En 1609, l'une des inventions les plus emblématiques de Galilée eut lieu: le télescope. Ce scientifique a appris que Hans Lippershey, fabricant de lentilles d'origine néerlandaise, avait construit un outil permettant de distinguer les étoiles invisibles pour l'œil humain.

Immédiatement, Galilée a commencé à structurer son propre télescope. Il a réussi à avoir une portée d'agrandissement d'environ six fois, trois fois plus que le télescope présenté par Lippershey. De plus, l'image n'était pas déformée et avait l'air correcte, grâce à l'utilisation d'un objectif divergent.

Galileo continua d'affiner son invention et construisit un autre télescope capable d'agrandir l'image environ neuf fois. Une fois terminé, cet exemplaire a été présenté au Sénat de Venise, où il a fait une démonstration et a surpris toutes les personnes présentes.

Les droits du télescope ont été cédés par Galilée à la République de Venise. En retour, il a maintenu son poste à l'Université de Padoue et a perçu un revenu mensuel plus élevé.

1610 est également fructueux pour Galilée puisqu'il se consacre à l'observation astronomique avec ses télescopes en constante amélioration. Ces observations lui ont permis de vérifier que les corps célestes ne tournent pas autour de la Terre et que toutes les planètes ne tournent pas autour du Soleil.

Retour à Florence

En 1610, Galilée retourne à Florence où il est nommé premier mathématicien de l'Université de Pise. De même, le duc de Toscane le nomma premier philosophe et premier mathématicien.

En plus de ces reconnaissances, en mars 1611, il fréquente le Collège pontifical de Rome et l'Académie des Lynx invités par le cardinal Maffeo Barberini.

La raison de cette invitation était d'offrir à Galilée un espace où présenter ses découvertes. Dans ce contexte, l'Académie des Lynx l'a accueilli comme son numéro six.

Les attaques

Le concept proposé par Galileo était très populaire et, en même temps, très préjudiciable à un vaste secteur s’identifiant à la théorie géocentrique de l’univers. Cela a généré des réactions contraires et, petit à petit, plus violentes envers Galileo.

La première confrontation a eu lieu à travers des traités et des pamphlets publiés par Galilée et ses partisans, ainsi que par leurs détracteurs.

Très vite, les attaques contre Galilée ont changé d'orientation et l'intention supposée du scientifique d'interpréter la Bible d'une manière favorable à ses théories a été évoquée. Suite à ces arguments, le cardinal Robert Belarmino ordonna à l’Inquisition d’enquêter sur Galilée en 1611.

Foyer religieux

Après avoir construit son télescope en 1604, Galilée commença à rassembler des informations qui étayaient la théorie copernicienne voulant que la Terre et les planètes tournent autour du Soleil.Cette théorie mettait toutefois en cause la doctrine d'Aristote et l'ordre établi par l'Église catholique.

En 1612, le prêtre dominicain Niccolo Lorini prononça un discours dans lequel il critiqua Galilée du point de vue de la religion. Ceci est considéré comme le point de départ des attaques à connotation religieuse.

En 1613, Galilée écrivit une lettre à un étudiant dans laquelle il expliquait que la théorie corrigée ne contredisait pas les passages bibliques. La lettre a été rendue publique et l'Inquisition de l'Église a déclaré la théorie hérétique copernicienne.

Dans les années qui ont suivi, des discussions ont eu lieu au cours desquelles Galilée a toujours présenté ses vérifications. Pour se défendre contre la calomnie, il se rendit à Rome en 1615 et continua à défendre à partir de là la théorie héliocentrique de Copernic.

En février 1616, il fut convoqué par le Saint-Office dans le but d'évaluer la censure de cette théorie copernicienne. en effet, cette théorie a été censurée. Il a ordonné à Galilée de ne pas "retenir, enseigner ou défendre de quelque manière que ce soit la théorie copernicienne".

Cela a été dévastateur pour Galilée, qui est tombé gravement malade. À partir de ce moment-là jusqu'en 1632, il continua à défendre ses idées auprès de diverses plates-formes et continua à développer des études tout en publiant plusieurs de ses œuvres les plus pertinentes.

Condamner

Au cours des premières années de 1630, Galilée publia un ouvrage dans lequel il manifesta de nouveau son soutien à la théorie copernicienne. La censure de 1616 l'obligea à parler d'une telle théorie comme une hypothèse et non comme une preuve, et Galilée l'ignora.

En 1623, un ami de Galilée, le cardinal Maffeo Barberini, a été élu pape sous le nom d'Urban VIII. Il a permis à Galileo de continuer son travail en astronomie et l'a même encouragé à le publier, à condition qu'il soit objectif et ne prône pas la théorie copernicienne. Cela a conduit Galileo à publier des Dialogues sur les deux systèmes les plus élevés au monde en 1632, qui prônaient la théorie.

La réaction de l'Église fut rapide et Galilée fut appelé à se rendre à Rome. L'enquête de l'Inquisition dura de septembre 1632 à juillet 1633. Pendant la majeure partie de cette période, Galilée fut traité avec respect et ne fut jamais emprisonné.

Arrestation à la maison

Le 9 avril 1633, le processus commença et Galilée fut contraint d'avouer ses fautes au décret de 1616, avec menace de torture s'il ne le faisait pas. Galilée a accepté et a été conduit à un tribunal. Le 21 juin, il a été condamné à la réclusion à perpétuité et contraint de renoncer à ses idées.

Après cela, la peine a été modifiée par assignation à résidence. Il y a été emprisonné de 1633 à 1638 et a pu à ce moment-là publier d'autres ouvrages, puisqu'il a pu recevoir la visite de certains de ses collègues.

La mort

En janvier 1638, Galilée était aveugle et autorisé à s'installer dans sa maison à San Giorgio, située tout près de la mer. Pendant son séjour, il a continué à travailler avec plusieurs de ses disciples, tels que Evangelista Torricelli et Vincenzo Viviani.

Le 8 janvier 1642, Galileo Galilei est décédé à 77 ans. Le 9 janvier, son corps est enterré à Florence. Plusieurs années plus tard, en 1733, un mausolée qui lui est dédié est érigé dans l'église de la Sainte-Croix, à Florence.

Contributions principales

Première loi du mouvement

Galilée était le précurseur de la loi du mouvement postulée par Newton. Il a conclu que tous les corps accélèrent au même rythme, quelle que soit leur taille ou leur masse.

Il a développé le concept de mouvement en termes de vitesse (vitesse et direction) grâce à l'utilisation de plans inclinés.

En outre, il a développé l'idée de la force en tant que cause de mouvement et a déterminé que l'état naturel d'un objet est le repos ou un mouvement uniforme. Par exemple, les objets ont toujours une vitesse et parfois cette vitesse a une magnitude de cer ou égale au repos.

Il a également postulé que les objets résistent aux changements de mouvement, appelés inertie.

Amélioration du télescope

Galileo n'a pas inventé le télescope, mais les améliorations apportées par le scientifique à la version néerlandaise de l'instrument ont permis le développement de ses découvertes empiriques.

Les télescopes précédents avaient multiplié par trois la taille des objets, mais Galilei a appris à focaliser les lentilles et a créé un télescope avec un grossissement de 30x.

Découverte des satellites de Saturne

Avec ce nouveau télescope, Galileo Galilei a été le premier à observer les quatre plus grands satellites de Jupiter, les cratères à la surface de la Lune, ainsi que les taches solaires et les phases de Vénus.

Le télescope a également révélé que l’univers contenait de nombreuses étoiles invisibles à l’œil humain. Galileo Galilei, à travers la surveillance des taches solaires, en a déduit que la Terre pourrait pivoter sur son propre axe.

La découverte des phases de Vénus a été la première preuve à l'appui de la théorie copernicienne selon laquelle les planètes graviteraient autour du Soleil.

Défense de l'héliocentrisme

Les observations de Galileo ont confirmé le modèle héliocentrique de Copernicus. La présence de lunes sur l'orbite autour de Jupiter suggère que la Terre n'est pas le centre absolu du mouvement dans le cosmos, comme l'avait proposé Aristote.

De plus, la découverte de la surface de la Lune a nié le point de vue aristotélicien, qui révélait un univers immuable et parfait. Galileo Galilei a également postulé la théorie de la rotation solaire.

Divorce entre science et église

Après avoir contredit la théorie d'Aristote, qui avait été approuvée par l'Église catholique à cette époque, Galileo Galilei a été reconnu coupable d'hérésie et condamné à une arrestation à son domicile.

Cela a entraîné une séparation entre les dogmes ecclésiastiques et la recherche scientifique, qui a généré une révolution scientifique, ainsi qu'un changement de société qui a marqué la recherche future.

Méthodologie scientifique

Galileo Galilei a introduit une nouvelle façon d’enquêter, par la méthode scientifique. Il a utilisé cette méthode dans ses découvertes les plus importantes et est actuellement considéré comme indispensable à toute expérience scientifique.

Loi de chute

Avant l'époque de Galilée, les scientifiques pensaient que la force avait provoqué la vitesse, comme le disait Aristote. Galileo a montré que la force provoque une accélération.

Galilei est arrivé à la conclusion que des corps tombent à la surface de la Terre avec une accélération constante et que la force de gravité est une force constante.

Vos idées mathématiques

Les discours et les démonstrations autour de deux nouvelles sciences liées à la mécanique ont été l’une des plus grandes œuvres de Galileo Galilei. Son nom d'origine est Discorsi e dimostrazioni matematiche in one a nuove scienze attineti de la mécanique .

Galileo expose dans cette œuvre l’une de ses idées mathématiques les plus célèbres et les plus durables, telles que le mouvement d’objets sur un plan incliné, l’accélération des corps en chute libre et le mouvement des pendules.

Il a été publié à Leyden, en Hollande, en 1634, après avoir présenté des problèmes lors de sa présentation avec l'Église catholique en Italie.

Le thermoscope

L'une des inventions les plus remarquables de Galileo Galilei était le thermoscope, une version qui deviendra plus tard le thermomètre aujourd'hui.

En 1593, Galileo construisit le thermoscope à l'aide d'un petit verre rempli d'eau et le fixa à un tuyau allongé surmonté d'une boule de cristal vide. Ce thermoscope dépendait de la température et de la pression pour produire un résultat.

Le compas militaire

Galileo a amélioré une boussole géométrique et militaire multifonctionnelle entre 1595 et 1598.

L'armée l'a utilisé pour mesurer l'altitude du baril, tandis que les marchands l'ont utilisé pour calculer le taux de change des devises.

Travaux

Galileo a publié plusieurs ouvrages tout au long de sa vie, notamment:

-Les opérations du compas géométrique et militaire (1604), qui ont révélé les compétences de Galilée en matière d'expérimentation et d'applications pratiques de la technologie.

- Le messager sidéral (1610), un petit livret qui révèle les découvertes de Galilée selon lesquelles la Lune n'était pas plate et lisse, mais une sphère avec des montagnes et des cratères.

-Discours sur les objets qui flottent sur l'eau (1612), réfutant l'explication aristotélicienne de la raison pour laquelle les objets flottent dans l'eau, affirmant que cela est dû à sa forme plate mais au poids de l'objet par rapport à l'eau. ce qui bouge.

- Lettre à Mme Cristina de Lorraine, grande duchesse de Toscane (1615), qui traite du problème de la religion et de la science.

-Le testeur (1623), écrit dans le but de ridiculiser Orazio Grassi.

- Dialogues sur les deux systèmes les plus élevés au monde (1632), une discussion entre trois personnes: une qui soutient la théorie héliocentrique de Copernic de l'univers, une qui s'y oppose et une qui est impartiale.

Deux nouvelles sciences (1638), un résumé du travail de la vie de Galilée sur la science du mouvement et la résistance des matériaux.