darksunset2.jpgdarksunset1.jpgdarksunset3.jpgdarksunset4.jpg

Galileo Galilei – 450. výročie narodenia

Dňa 15. februára 2014 uplynie 450 rokov od narodenia významného talianskeho astronóma Galilea Galileiho, ktorý ako prvý človek namieril ďalekohľad na hviezdnu oblohu. Je mu pripisované autorstvo výroku „Eppur si muove!“, čo v doslovnom preklade znamená „A predsa sa točí!“.

 

Galileo Galilei sa narodil 15.02.1564 v Pise v Taliansku a zomrel 8.01.1642 v Arcetri. Bol významným talianskym  filozofom, fyzikom, astronómom, matematikom obdobia renesancie a bol jedným zo zakladateľov súčasnej experimentálno-teoretickej prírodovedy. Svoje štúdiá začal v kláštornej škole, kde študoval medicínu. Do tohto štúdia ho nútil jeho otec, ktorý chcel aby sa jeho syn mal lepšie ako on. Mladého Galilea však zaujímala matematika, ktorú napokon aj začal študovať a to aj napriek otcovmu presvedčeniu, že ako lekárovi mu bude v živote lepšie. V poslednom roku štúdia na kláštornej škole opustil štúdium medicíny a začal sa naplno venovať matematike, astronómii a fyzike. Štúdium napokon dokončil ako samouk. 12. novembra 1589 prijali Galilea Galileiho do prednášateľského zboru univerzity v Pise. Galileo však nebol medzi učiteľmi obľúbený a tak 26. septembra prestúpil na univerzitu v Padove. Hovorí sa, že na jeho prednášky o geometrii chodilo okolo 2 000 poslucháčov. V tom čase Galileo objavil rozpory Aristotelovej fyziky a súhlasil Kopernikovým učením. V tom čase si však z obavy pred cirkvou ešte netrúfal verejne vystúpiť na jeho obranu. Až v roku 1597 poslal list Keplerovi, v ktorom sa priznáva k svojmu kopernikovskemu zmýšľaniu. Kepler to pochopil tak, že nemá kde vydávať svoje diela, navrhol mu Nemecko a ponuku, aby spolu robili pozorovania. Galileo na list od Keplera odpovedal až po 12 rokoch. Dôvodom bola obava pred cirkvou. V roku 1606 predĺžili Galileovi pôsobenie na univerzite v Padove. Zároveň uverejnil svoju prácu o „geometrickom a vojenskom kružidle“, ktoré sa stalo dôležitým prístrojom pre inžinierov, pričom prístroj vynašiel už v roku 1597. Pri návšteve Benátok v roku 1606 sa dozvedel, že niekto vynašiel prístroj, ktorý zväčšuje vzdialené predmety, takže sa dajú pozorovať. Roku 1606 Galilei skonštruoval ďalekohľad a na vrchu zvonice sv. Marka v Benátkach ho v noci zo 6. na 7. januára ukázal skupine benátskych patríciov. Prezentoval jeho vlastnosti a použitie. Galileiho ďalekohľad približoval trikrát a plošne zväčšoval deväťkrát. Onedlho sa mu podarilo zostrojiť ďalekohľad oveľa účinnejší, ktorý zväčšoval viac než šesťdesiatkrát. Tento ďalekohľad daroval britskej vláde, ktorá ho využívala hlavne na skoré spozorovanie nepriateľa. Po tomto vynáleze bol menovaný doživotne za profesora na Univerzite v Padove, kde pôsobil a výrazne mu zvýšili plat. Galilei zameral svoj ďalekohľad na hviezdnu oblohu a stal sa tak prvým človekom, ktorý pozoroval vesmír pomocou ďalekohľadu. Odhalil tak ľudstvu viac právd z nebeskej mechaniky než iný bádatelia celé stáročia predtým. Dovtedy sa totiž všetky teórie o vesmíre opierali len o pozorovanie voľným okom a o všeobecné filozofické úvahy. Galilei prvý pomocou ďalekohľadu ukázal majestátnosť sveta, ktorý nás obklopuje. Ako prvý rozoznal hviezdy na Mliečnej ceste, ktorá sa javila voľnému oku len ako bledý pás. Pri pozorovaní ďalekohľadom sa ukázalo, že je to nesmierne množstvo hviezd. Začiatkom roku 1610 objavil štyri Jupiterove mesiace. Galilei svoje prvé astronomické objavy uverejnil roku 1610 po latinsky v spise Hviezdny posol (Sidereus nuntius). Neskoršie svoje hlavné diela Galilei písal po taliansky. Publikácia vzbudila veľký obdiv medzi vtedajšími učencami, ale súčasne bola aj príčinou útokov zo strany jeho neprajníkov. Zhotovil preto väčší počet menších ďalekohľadov, ktoré poslal významným osobnostiam, aby sa sami presvedčili o pravdivosti jeho pozorovaní. Objavil údolia a hory na povrchu Mesiaca, pozoroval slnečné škvrny. Z pohybu slnečných škvŕn usúdil, že Slnko sa otáča okolo vlastnej osi. Objavil fázy Venuše, ktoré svedčili, že Venuša obieha približne po kruhovej dráhe okolo Slnka a že rovnako ako Zem a Mesiac nevydáva vlastné svetlo, ale iba odráža svetlo slnečné. Prvý pozoroval na Saturne záhadné výstupky o ktorých netušil, že sú vlastne prstencom planéty. Galilei nielenže objavoval nové a neznáme javy, ale ich aj využíval pre praktické ciele, napríklad pre námornú navigáciu. Jeho astronomické pozorovania boli veľmi užitočné pri zostavovaní tabuliek pre námornú plavbu.

Roku 1610 Galilei prijal ponuku vládcu Toskánskej republiky Cosima II. z rodu Mediciovcov a bol menovaný „prvým matematikom a filozofom vojvodcu toskánskeho“ vo Florencii. Keď roku 1611 podnikol cestu do Ríma, aby tam ukázal niektorým vedcom a kardinálom svoje objavy na oblohe, získal si tam mnoho priateľov a priaznivcov. Aj z radov jezuitov sa k nemu hlásili matematici, ako napr. Clavius. Galilei sa rozhodol vydať na cestu do Ríma a vzdať poctu novej hlave kresťanstva s tajnou nádejou, že dosiahne nejakú úľavu vo veci protikoperníkových uznesení. V apríli v roku 1624 pricestoval do Ríma, kde ho pápež prívetivo prijal. Mal s ním a s vplyvnými kardinálmi viac porád. Keď však odchádzal z Ríma, musel si priznať, že ciele, ktoré sledoval, nedosiahol.

Po návrate z Ríma sa znovu zahĺbil do svojich štúdií a pokusov. Skúmal napríklad zákony pohybu kvapalín, pokračoval v prácach týkajúcich sa morských prílivov a odlivov. Usiloval sa vysvetliť tento jav otáčavým pohybom Zeme. V roku 1632 Galilei vydal svoj slávny spis Dialóg o dvoch najväčších svetových sústavách. Vo forme rozhovoru vystupujú tu tri osoby: Salviati, koperníkovec, ktorý s ohľaduplným pokojom zdoláva silou myšlienkových pochodov protivníka; Simplicius, učenec školy Aristotelovej v rozhovore podlieha toľkokrát, koľkokrát vyvoláva diskusiu. Tretia osoba, Sagredo, je veselý účastník a svedok rozhovoru, ktorý má radosť z osvojenia si niektorých nových názorov. Toto dielo, okrem svojho veľkého významu v histórii astronómie, zohralo dôležitú úlohu aj v mechanike. V Dialógu Galilei rozvinul myšlienky kinematiky, s ktorými sa zaoberal ešte v Padove. Definoval pojem rýchlosti a zrýchlenia. Pri hľadaní zákonov voľného pádu sa opieral o zákon zotrvačnosti, ktorý neskôr formuloval Isaac Newton. Rozobral problém skladania pohybov a ako prvý sformuloval myšlienku relatívnosti pohybov. Postrehol napríklad, že guľa, ktorú vypustí rýchlo pohybujúci sa jazdec, podrží si rýchlosť jazdca a súčasne padá k zemi. Pri štúdiu pohybu telies na plávajúcej lodi a na lodi, ktorá pokojne kotví, prišiel Galilei k záveru, že mechanické deje prebiehajú úplne rovnako v nehybnej sústave a v sústave pohybujúcej sa rovnomerne priamočiaro. Vo svojom diele píše: „Ak je pohyb lode rovnomerný, priamočiary, nepozorujete nijaké zmeny na javoch a ani podľa jedného z nich nebudete môcť súdiť, či sa loď pohybuje, alebo stojí na mieste. Ak skočíte, doskočíte do rovnakej vzdialenosti na podlahe, ako keby bola loď v pokoji, t. j. neskočíte ďalej, ak ste skočili proti smeru pohybu lode, aj keď sa loď pohybuje veľmi rýchlo; hoci kým sa vznášate vo vzduchu, podlaha pod vami uteká v opačnom smere. Ak hodíte niečo svojmu priateľovi, nebudete musieť hádzať väčšou silou, ak on bude vpredu a vy vzadu, než v prípade, že by ste stáli obrátene. Kvapky z džbána s vodou, ktorý je upevnený na povale kabíny, budú padať zvisle dolu a ani jedna z nich nepadne k zadnej časti lode, hoci zatiaľ, čo je kvapka vo vzduchu, loď ide dopredu. Muchy budú lietať všetkými smermi a nezhluknú sa k zadnej časti lode, pretože by mali byť unavené sledovaním rýchleho pohybu lode.“ Tento takzvaný Galileiho princíp relativity je jedným zo základných princípov klasickej, nerelativistickej mechaniky, t. j. mechaniky, ktorá skúma pohyby telies s rýchlosťami malými v porovnaní s rýchlosťou svetla vo vákuu. V Dialógu vyvracia dôvody pre udržanie geocentrického názoru jasným štýlom, ktorý je preňho charakteristický. Zdôrazňuje, že Zem nie je nič viac než ostatné planéty. Podporuje Kopernikovu hypotézu, podľa ktorej Zem spolu s ostatnými planétami krúži okolo Slnka. Okrem tohto Dialóg obsahuje štúdie o prílivoch a odlivoch mora, či by sa nedali vysvetliť, ak pripustíme otáčanie Zeme.

 

Galileo pred súdom

 

Dialóg bol pred vydaním schválený rímskou cenzúrou a to po malých zmenách, na ktoré Galilei ochotne pristal. Uverejnenie diela vyvolalo na jednej strane veľké nadšenie a na druhej strane však závisť a zlosť. Proti Galileiho práci sa ostro postavil istý filozof Chiaramonti z Pisy. Neprajníci sa usilovali znepriateliť pápeža s Galileim. Presvedčili pápeža, že v Dialógu má Galilei pod Simpliciom na mysli samého pápeža. Účinok sa dostavil. Kníhtlačiarovi vo Florencii došlo vyrozumenie, aby zastavil predaj a Galileimu, aby ďalšie výtlačky Dialógu nerozširoval. Florentínsky inkvizítor povolal Galileiho pred inkvizíciu do Ríma na vyšetrovanie. Po takmer trojmesačnom súdnom procese v roku 1633 musel sedemdesiatročný Galilei odvolať svoje učenie. Dialóg bol zakázaný a o rok neskoršie ho dali aj na zoznam zakázanej literatúry. Autora odsúdili do väzenia. Trest mu však zmiernili na nútený pobyt. Mohol sa zdržiavať iba na určených miestach. Po odsúdení ešte krátko býval v mediciovskej vile, v sídle toskánskeho vyslanca pri pápežovom dvore. Na žiadosť bývať v blízkosti Florencie, dovolili mu presťahovať sa do Sieny, do arcibiskupovho paláca. Od decembra 1633 mu dovolili vrátiť sa do Arcetri do domu kde už predtým býval. Konečne až roku 1638 sa mohol presťahovať do svojho domu vo Florencii, nesmel sa však stýkať s osobami, ktoré boli podozrivé, že sú prívržencami Kopernikovej náuky. Legenda hovorí, že Galilei po odprisahaní vyhlásil: „A predsa sa točí!“.  Podľa Gina Loriu ide o domnelý výrok, ktorý by mal vystihnúť Galileiho nezlomnosť. Galilei po týchto všetkých udalostiach hľadá útechu v ďalšom vedeckom bádaní. Koncom roku 1636 dokončuje svoje druhé hlavné dielo Rozhovory a matematické dôkazy o dvoch nových vedách, o mechanike a pohybe telies (Discorsi). Dielo vyšlo v Holandsku v Leidene v roku 1638. Rozhovory obsahujú náuku o pevnosti telies. Galilei tu odvodil základné poznatky o pevnosti tyčí v ťahu, uviedol zákony o páke, zákony o pevnosti hranolovitých a valcovitých tyčí pri rôznom zaťažení. Pevnosť telies vysvetľoval nesprávne silou vákua, ktorá stláča telesá. Prvý meral mernú tiaž vzduchu. V druhej časti Rozhovorov sú výsledky jeho bádania o pohybe, ktorými sa zaoberal od mladosti. Na základe experimentálneho výskumu urobil hlbokú analýzu priamočiareho rovnomerne zrýchleného pohybu a stanovil jeho zákony. Dokázal, že voľný pád a pohyb telesa po naklonenej rovine sú pohyby rovnomerne zrýchlené. Zistil, že zrýchlenie na naklonenej rovine závisí len od uhla, ktorý zviera naklonená rovina s vodorovnou rovinou, a konečná rýchlosť, tak ako aj pri voľnom páde, závisí od výšky začiatočnej polohy telesa. Časové intervaly meral množstvom vytečenej vody z nádoby, nakoľko v tom období ešte neexistovali spoľahlivé hodiny. V tomto diele rozoberá vrhy ako pohyby zložené z pohybu priamočiareho, rovnomerného a z voľného pádu. Prvý v histórii rozpracoval teóriu kyvadiel. Ako sa už spomenulo, dokázal, že doba kyvu pri malých výchylkách nezávisí od amplitúdy. Galilei tiež prvý skúmal vplyv trenia na pohyb telies. V Rozhovoroch pojednáva aj o akustike. Objavil, že výšku tónu určuje frekvencia. Aj dôkaz o počte kmitov struny, závisiaci od jej dĺžky, napätia a hrúbky, patrí jemu. Ďalej zistil a vysvetlil budenie tónov rezonanciou a poznal osobitné vlastnosti stojatého vlnenia. Toto vlnenie skúmal na povrchu vody v nádobe, ktorú uviedol trením do chvenia. Kyvadlo použil na meranie času. Navrhol kyvadlové hodiny, ktoré zostrojil pod jeho vedením syn Vincenzo. Kyvadlové hodiny nezávisle od Galileiho zostrojil aj Huygens.

 

Galileiho hrob v bazilike Santa Croce vo Florencii

 

V starobe Galilei oslepol na ľavé oko a o niekoľko mesiacov aj na druhé. Tak isto mu vypovedal službu aj jeho sluch. Napriek týmto ťažkostiam ďalej premýšľal o fyzikálnych problémoch. Roku 1638 napísal o sebe toto: „Vo svojej temnote hĺbam raz o tom, raz o inom predmete prírody a nikdy nemôžem upokojiť svoju neúnavnú hlavu, aj keď si to veľmi želám. Táto ustavičná činnosť ducha ma okráda takmer o všetok spánok.“ Jeho zdravotný stav bol čoraz horší. Úplne oslepol a smrť jeho dcéry Marie Celesty v roku 1634 znamenala aj stratu posledného zdroja podpory. Dcéra, ktorá zahynula počas jeho života sa volala Virginia a druhá dcéra Livia.  Napriek rozsudku sa však nikdy nevzdal vedeckej práce. Galileo zomrel 8. januára 1642 v Arcetri.

 

 

 

Joomla templates by a4joomla