Галилей е смятан за един от най-големите астрономи на всички времена. Галилей обаче е известен и с многобройните научни изобретения, които е направил през живота си.
Те включват неговия известен телескоп, но също и серия от устройства, които биха имали дълбоко въздействие върху проучването, използването на артилерията, разработването на часовници и метеорологията. Галилео създаде много от тях, за да спечели допълнителни пари, за да издържа семейството си. Но в крайна сметка те биха помогнали за утвърждаването на репутацията му на човека, който оспорваше стотици ценности на предишни схващания и революционизира науките.
Хидростатичен баланс:
Вдъхновен от историята за Архимед и неговия момент „Еврика“, Галилей започнал да разглежда как бижутерите претеглят благородни метали във въздуха и след това чрез изместване, за да определи тяхната специфична гравитация. През 1586 г., на 22-годишна възраст, той теоретизира за по-добър метод, описан в трактат, озаглавен La Bilancetta (или „Малкият баланс“).
В този тракт той описа точен баланс за претегляне на неща във въздух и вода, в който частта на ръката, върху която беше окачена насрещната тежест, беше обвита с метална тел. След това количеството, с което противотежестта трябва да бъде преместена при претегляне във вода, може да бъде определена много точно чрез преброяване на броя на завоите на жицата. По този начин съотношението метали като злато и сребро в обекта може да бъде отчетено директно.
Помпата на Галилей:
През 1592 г. Галилей е назначен за професор по математика в Университета в Падуа и прави чести пътувания до Арсенала - вътрешното пристанище, където са монтирани венециански кораби. Арсеналът е бил място на практическо изобретение и иновации от векове и Галилей използва възможността да изучава подробно механичните устройства.
През 1593 г. той е консултиран относно поставянето на гребла в галери и представя доклад, в който третира греблото като лост и правилно прави водата като опорна точка. Година по-късно венецианският сенат му присъжда патент за устройство за издигане на вода, което разчита на един кон за експлоатация. Това стана в основата на модерните помпи.
За някои помпата на Галилей е само подобрение на Архимедовия винт, който е разработен за първи път през III в. Пр. Н. Е. И патентован във Венецианската република през 1567 г. Въпреки това, съществуват очевидни доказателства, които свързват изобретението на Галилей с Архимед и по-малко сложен дизайн.
Часовник с махало:
През 16-ти век аристотеловата физика все още е била преобладаващият начин за обяснение на поведението на телата в близост до Земята. Например се смяташе, че тежки тела търсят своето естествено място или почивка - тоест в центъра на нещата. В резултат на това не са съществували средства, които да обяснят поведението на махалата, при което тежко тяло, окачено от въже, ще се люлее напред-назад и няма да търси покой в средата.
Вече Галилей беше провел експерименти, които показаха, че по-тежките тела не падат по-бързо от по-леките - друго вярване, съответстващо на теорията на Аристотел. Освен това той демонстрира също, че обекти, хвърлени във въздуха, пътуват в параболични дъги. Въз основа на това и очарованието му с движение напред и назад на окачена тежест, той започва да изследва махалата през 1588г.
През 1602 г. той обяснява своите наблюдения в писмо до приятел, в което описва принципа на изохронизма. Според Галилей този принцип твърди, че времето, необходимо за завъртане на махалото, не е свързано с дъгата на махалото, а с дължината на махалото. Сравнявайки две махала с подобна дължина, Галилео демонстрира, че те ще се люлеят със същата скорост, въпреки че са издърпани с различна дължина.
Според Винченцо Вивиан, един от съвременниците на Галилео, през 1641 г., докато е бил под домашен арест, Галилео създава дизайн на часовник за махало. За съжаление, като беше сляп по това време, той не успя да го довърши преди смъртта си през 1642 г. В резултат публикуването на Кристиан Хюйгенс на HorologriumOscillatoriumпрез 1657 г. е признато за първото записано предложение за часовник с махало.
Секторът:
Оръдието, което за пръв път беше въведено в Европа през 1325 г., стана време за война на Галилей. Ставайки по-сложни и мобилни, артилеристите се нуждаеха от инструменти, за да им помогнат да координират и изчислят своя огън. Като такъв между 1595 и 1598 г. Галилео създава и подобрява геометричен и военен компас за използване от артилеристи и геодезисти.
Компасите на съществуващия артилерий разчитат на две рамена под прав ъгъл и кръгова скала с отвесна линия, за да определят котите. Междувременно математическите компаси или разделители, разработени през това време, бяха проектирани с различни полезни везни на краката. Галилео комбинира употребата на двата инструмента, проектирайки компас или сектор, на който на границите му са гравирани много полезни везни, които могат да бъдат използвани за най-различни цели.
Освен че предлага нов и по-безопасен начин за артилеристите да издигнат точно оръдията си, той предлага и по-бърз начин за изчисляване на необходимото количество барут въз основа на размера и материала на оръдието. Като геометричен инструмент, той дава възможност за изграждане на всеки редовен многоъгълник, изчисляване на площта на всеки многоъгълник или кръгов сектор и редица други изчисления.
Термометърът на Галилей:
През края на 16 век учени не съществуват практически средства за измерване на топлина и температура. Опитите да се поправи това в рамките на венецианската интелигенция доведоха до термоскопа, инструмент, изграден върху идеята за разширяване на въздуха поради наличието на топлина.
През ок. 1593 г. Галилей конструира своя собствена версия на термоскоп, който разчита на разширяването и свиването на въздуха в крушка, за да премества вода в прикрепена тръба. С течение на времето той и неговите колеги работиха за разработването на числова скала, която да измерва топлината въз основа на разширяването на водата вътре в тръбата.
И въпреки че ще отнеме още един век, преди учени - като Даниел Г. Фаренхейт и Андерс Целзий - да започнат да разработват универсални температурни скали, които могат да се използват в такъв инструмент, термоскопът на Галилей е голям пробив. Освен че можеше да измерва топлината във въздуха, тя предостави и количествена метеорологична информация за първи път.
Телескопът на Галилей:
Докато Галилей не е изобретил телескопа, той значително се е усъвършенствал върху тях. В продължение на много месеци през 1609 г. той разкри множество дизайни на телескопи, които колективно ще станат известни като Галилейски телескопи. Първият, който той конструира между юни и юли 1609 г., е тримоторен шпион, който той заменя до август с осем захранван инструмент, който той представя на венецианския сенат.
Към следващия октомври или ноември той успява да подобри това със създаването на двадесет моторно телескоп - самият телескоп, който използва за наблюдение на Луната, откриване на четирите спътника на Юпитер (оттук нататък известен като Галилейските луни), различаващи фази на Венера и разрешават мъгляви петна в звезди.
Тези открития помогнаха на Галилей да развие Коперниканския модел, който по същество заяви, че Слънцето (а не Земята) е център на Вселената (известен още като хелиоцентризъм). Той ще продължи да усъвършенства своите проекти, евентуално създавайки телескоп, който може да увеличи обектите с коефициент 30.
Въпреки че тези телескопи бяха скромни по съвременните стандарти, те бяха значително подобрение в сравнение с моделите, съществували по времето на Галилео. Фактът, че той сам успя да ги конструира, е още една причина, поради която те се смятат за най-впечатляващите му изобретения.
Поради създадените от него инструменти и откритията, с които те помогнаха, Галилей с право е признат за една от най-важните фигури на Научната революция. Неговите многобройни теоретични приноси в областта на математиката, инженерството и физиката също оспорват аристотеловите теории, приети от векове.
Накратко, той беше един от малкото хора, които - чрез неуморния си стремеж към научна истина - завинаги промениха нашето разбиране за Вселената и основните закони, които я управляват.
Космическото списание има статии за телескопа на Галилео и учените искат да ексхумират тялото на Галилей.
За повече информация вижте проекта Galileo и Galileo телескопа и законите на динамиката.
Astronomy Cast има епизод за избора и използването на телескоп и как да изградите свой собствен.
Източник: НАСА
