Galileo est considéré comme l'un des plus grands astronomes de tous les temps. Cependant, Galileo est également connu pour les nombreuses inventions scientifiques qu'il a faites au cours de sa vie.
Ceux-ci comprenaient son célèbre télescope, mais aussi une série d'appareils qui auraient un impact profond sur l'arpentage, l'utilisation de l'artillerie, le développement des horloges et la météorologie. Galileo en a créé plusieurs afin de gagner de l'argent supplémentaire pour subvenir aux besoins de sa famille. Mais en fin de compte, ils aideraient à consolider sa réputation d'homme qui a remis en question des siècles des notions antérieures et révolutionné les sciences.
Équilibre hydrostatique:
Inspiré par l'histoire d'Archimède et son moment «Eureka», Galileo a commencé à étudier comment les bijoutiers pesaient les métaux précieux dans l'air, puis par déplacement, pour déterminer leur gravité spécifique. En 1586, à l'âge de 22 ans, il théorise une meilleure méthode, qu'il décrit dans un traité intitulé La Bilancetta (ou "The Little Balance").
Dans ce tract, il a décrit une balance précise pour peser des choses dans l'air et l'eau, dans laquelle la partie du bras sur laquelle le contrepoids était suspendu était enveloppée de fil métallique. La quantité de mouvement du contrepoids lors du pesage dans l'eau peut alors être déterminée très précisément en comptant le nombre de tours du fil. Ce faisant, la proportion de métaux comme l'or par rapport à l'argent dans l'objet pourrait être lue directement.
Pompe Galileo:
En 1592, Galileo a été nommé professeur de mathématiques à l'Université de Padoue et a fait de fréquents voyages à l'Arsenal - le port intérieur où les navires vénitiens étaient équipés. L'Arsenal a été un lieu d'invention pratique et d'innovation pendant des siècles, et Galileo en a profité pour étudier en détail les dispositifs mécaniques.
En 1593, il a été consulté sur le placement des rames dans les galères et a soumis un rapport dans lequel il traitait la rame comme un levier et faisait correctement de l'eau le point d'appui. Un an plus tard, le Sénat vénitien lui a décerné un brevet pour un appareil pour élever de l'eau qui dépendait d'un seul cheval pour fonctionner. C'est devenu la base des pompes modernes.
Pour certains, la pompe de Galileo était simplement une amélioration de la vis d'Archimède, qui a été développée pour la première fois au troisième siècle avant notre ère et brevetée en République vénitienne en 1567. Cependant, il existe des preuves évidentes reliant l'invention de Galileo à la conception antérieure et moins sophistiquée d'Archimède.
L'horloge à pendule:
Au XVIe siècle, la physique aristotélicienne était encore le moyen prédominant d'expliquer le comportement des corps près de la Terre. Par exemple, on croyait que les corps lourds cherchaient leur place naturelle ou leur repos - c'est-à-dire au centre des choses. En conséquence, aucun moyen n'existait pour expliquer le comportement des pendules, où un corps lourd suspendu à une corde se balançait d'avant en arrière et ne cherchait pas de repos au milieu.
Déjà, Galileo avait mené des expériences qui ont démontré que les corps plus lourds ne tombaient pas plus vite que les plus légers - une autre croyance conforme à la théorie aristotélicienne. De plus, il a également démontré que les objets jetés dans l'air se déplacent dans des arcs paraboliques. Sur cette base et sa fascination pour les mouvements de va-et-vient d'un poids suspendu, il a commencé à rechercher des pendules en 1588.
En 1602, il explique ses observations dans une lettre à un ami, dans laquelle il décrit le principe de l'isochronisme. Selon Galileo, ce principe affirmait que le temps qu'il faut pour que le pendule oscille n'est pas lié à l'arc du pendule, mais plutôt à la longueur du pendule. En comparant deux pendules de longueur similaire, Galileo a démontré qu’ils oscilleraient à la même vitesse, bien qu’ils soient tirés à des longueurs différentes.
Selon Vincenzo Vivian, l'un des contemporains de Galileo, c'est en 1641 alors qu'il était assigné à résidence que Galileo a créé un design pour une horloge à pendule. Malheureusement, étant aveugle à l'époque, il n'a pas pu le terminer avant sa mort en 1642. En conséquence, la publication de Christiaan Huygens de HorologriumOscillatoriumen 1657 est reconnue comme la première proposition enregistrée pour une horloge à pendule.
Le secteur:
Le canon, qui a été introduit pour la première fois en Europe en 1325, était devenu un pilier de la guerre à l'époque de Galilée. Devenus plus sophistiqués et mobiles, les artilleurs avaient besoin d'instruments pour les aider à coordonner et à calculer leur tir. À ce titre, entre 1595 et 1598, Galileo a conçu et amélioré une boussole géométrique et militaire à l'usage des artilleurs et des arpenteurs.
Les boussoles de tir existantes reposaient sur deux bras à angle droit et une échelle circulaire avec un fil à plomb pour déterminer les élévations. Pendant ce temps, les compas mathématiques, ou diviseurs, développés pendant cette période ont été conçus avec diverses échelles utiles sur leurs jambes. Galileo a combiné les utilisations des deux instruments, concevant une boussole ou un secteur qui avait de nombreuses échelles utiles gravées sur ses jambes qui pouvaient être utilisées à diverses fins.
En plus d'offrir un moyen nouveau et plus sûr pour les artilleurs d'élever leurs canons avec précision, il offrait également un moyen plus rapide de calculer la quantité de poudre à canon nécessaire en fonction de la taille et du matériau du boulet de canon. En tant qu'instrument géométrique, il a permis la construction de n'importe quel polygone régulier, le calcul de l'aire de n'importe quel polygone ou secteur circulaire et une variété d'autres calculs.
Thermomètre de Galileo:
À la fin du XVIe siècle, il n'existait aucun moyen pratique pour les scientifiques de mesurer la chaleur et la température. Les tentatives de rectifier cela au sein de l'intelligentsia vénitienne ont abouti au thermoscope, un instrument qui a construit sur l'idée de l'expansion de l'air due à la présence de chaleur.
En ca. 1593, Galileo a construit sa propre version d'un thermoscope qui s'appuyait sur l'expansion et la contraction de l'air dans une ampoule pour déplacer l'eau dans un tube attaché. Au fil du temps, lui et ses collègues ont travaillé pour développer une échelle numérique qui mesurerait la chaleur basée sur l'expansion de l'eau à l'intérieur du tube.
Et alors qu'il faudrait encore un siècle avant que des scientifiques - tels que Daniel G. Fahrenheit et Anders Celsius - commencent à développer des échelles de température universelles qui pourraient être utilisées dans un tel instrument, le thermoscope de Galileo a été une percée majeure. En plus de pouvoir mesurer la chaleur dans l'air, il a également fourni pour la première fois des informations météorologiques quantitatives.
Télescope de Galileo:
Bien que Galileo n'ait pas inventé le télescope, il les a considérablement améliorés. Au cours de plusieurs mois au cours de 1609, il a dévoilé plusieurs conceptions de télescopes qui allaient collectivement devenir des télescopes galiléens. Le premier, qu'il a construit entre juin et juillet 1609, était une longue-vue à trois moteurs, qu'il a remplacée en août par un instrument à huit moteurs qu'il a présenté au Sénat vénitien.
En octobre ou novembre suivant, il a réussi à améliorer cela avec la création d'un télescope à vingt puissances - le même télescope qu'il a utilisé pour observer la Lune, découvrir les quatre satellites de Jupiter (appelés par la suite les Lunes de Galilée), discerner la phases de Vénus, et de résoudre les plaques nébuleuses en étoiles.
Ces découvertes ont aidé Galileo à faire avancer le modèle copernicien, qui affirmait essentiellement que le Soleil (et non la Terre) était le centre de l'univers (alias l'héliocentrisme). Il continuerait à affiner ses conceptions, créant finalement un télescope qui pourrait agrandir les objets d'un facteur 30.
Bien que ces télescopes étaient humbles par rapport aux normes modernes, ils constituaient une amélioration considérable par rapport aux modèles qui existaient à l'époque de Galileo. Le fait qu'il ait réussi à les construire tous lui-même est encore une autre raison pour laquelle ils sont considérés comme ses inventions les plus impressionnantes.
En raison des instruments qu'il a créés et des découvertes qu'ils ont contribué à faire, Galileo est à juste titre reconnu comme l'une des figures les plus importantes de la révolution scientifique. Ses nombreuses contributions théoriques aux domaines des mathématiques, de l'ingénierie et de la physique ont également remis en question les théories aristotéliciennes qui avaient été acceptées pendant des siècles.
En bref, il était l'une des rares personnes qui, par leur recherche inlassable de la vérité scientifique, ont changé à jamais notre compréhension de l'univers et des lois fondamentales qui le régissent.
Space Magazine a des articles sur le télescope de Galileo et les scientifiques veulent exhumer le corps de Galileo.
Pour plus d'informations, consultez le projet Galileo et Galileo le télescope et les lois de la dynamique.
Astronomy Cast a un épisode sur le choix et l'utilisation d'un télescope et comment construire le vôtre.
Source: NASA
