Galileo anses vara en av de största astronomerna genom tiderna. Galileo är dock också känd för de många vetenskapliga uppfinningar han gjorde under sin livstid.
Dessa inkluderade hans berömda teleskop, men också en serie enheter som skulle ha en djupgående inverkan på kartläggningar, användningen av artilleri, utvecklingen av klockor och meteorologi. Galileo skapade många av dessa för att tjäna extra pengar för att försörja sin familj. Men i slutändan skulle de hjälpa till att cementera hans rykte som mannen som utmanade århundraden värda tidigare uppfattningar och revolutionerade vetenskaperna.
Hydrostatisk balans:
Inspirerad av historien om Archimedes och hans "Eureka" -moment började Galileo undersöka hur juvelerare vägde ädelmetaller i luften, och sedan genom förflyttning, för att bestämma deras specifika tyngdkraft. 1586, vid 22 års ålder, teoretiserade han en bättre metod, som han beskrev i en avhandling med titeln La Bilancetta (eller "Den lilla balansen").
I detta kanal beskrev han en noggrann balans för att väga saker i luft och vatten, i vilken den del av armen som motvikten hängdes på var lindad med metalltråd. Den mängd med vilken motvikten måste flyttas vid vägning i vatten kunde sedan bestämmas mycket exakt genom att räkna antalet varv på tråden. På så sätt kan andelen metaller som guld till silver i föremålet avläsas direkt.
Galileos Pump:
1592 utsågs Galileo till professor i matematik vid universitetet i Padua och gjorde ofta resor till Arsenal - den inre hamnen där venetianska fartyg var utrustade. Arsenal hade varit en plats för praktisk uppfinning och innovation i århundraden, och Galileo använde möjligheten att studera mekaniska apparater i detalj.
1593 konsulterades han om placeringen av åror i galejer och lade fram en rapport där han behandlade åra som en spak och korrekt gjorde vattnet till stödjärn. Ett år senare beviljade den venetianska senaten honom ett patent för en anordning för att höja vatten som förlitade sig på en enda häst för operation. Detta blev grunden för moderna pumpar.
För vissa var Galileos Pump enbart en förbättring av Archimedes-skruven, som först utvecklades under det tredje århundradet f.Kr. och patenterades i den venetianska republiken 1567. Det finns dock uppenbara bevis som kopplar Galileos uppfinning till Archimedes tidigare och mindre sofistikerade design.
Pendelur:
Under 1500-talet var Aristoteles fysik fortfarande det dominerande sättet att förklara kroppens uppförande nära jorden. Till exempel trodde man att tunga kroppar sökte sin naturliga plats eller vila - dvs i centrum av saker. Som ett resultat fanns det inget sätt att förklara pendlarnas beteende, där en tung kropp hängd från ett rep skulle svänga fram och tillbaka och inte söka vila i mitten.
Redan hade Galileo genomfört experiment som visade att tyngre kroppar inte föll snabbare än lättare - en annan tro som överensstämmer med Aristotelian teori. Dessutom demonstrerade han också att föremål som kastades i luften reser i parabolbågar. Baserat på detta och hans fascination för fram och tillbaka rörelse av en upphängd vikt, började han undersöka pendlar 1588.
1602 förklarade han sina observationer i ett brev till en vän, där han beskrev principen om isokronism. Enligt Galileo hävdade denna princip att den tid det tar för pendeln att svänga inte är kopplad till pendelbågen utan snarare pendelens längd. Jämfört med två pendlar med liknande längd, visade Galileo att de skulle svänga med samma hastighet trots att de dras i olika längder.
Enligt Vincenzo Vivian, en av Galileos samtida, var det 1641 under husarrest som Galileo skapade en design för en pendelklocka. Tyvärr, då han var blind vid den tiden, kunde han inte slutföra det före sin död 1642. Som ett resultat av Christiaan Huygens publicering av HorologriumOscillatorium1657 erkänns som det första inspelade förslaget till en pendelklocka.
Sektorn:
Kanonen, som först introducerades till Europa 1325, hade blivit en grundpelare i krig vid Galileos tid. Efter att ha blivit mer sofistikerade och mobila, behövde gunnare instrumentering för att hjälpa dem att samordna och beräkna deras eld. Som sådan, mellan 1595 och 1598, tog Galileo fram och förbättrade en geometrisk och militär kompass för användning av skyttar och inspektörer.
Befintliga skytters kompasser förlitade sig på två armar i rät vinkel och en cirkulär skala med en lodlinje för att bestämma höjder. Under tiden utvecklades matematiska kompasser eller avdelare under denna tid med olika användbara vågar på benen. Galileo kombinerade användningen av båda instrumenten och designade en kompass eller sektor som hade många användbara vågar inristade på benen som kunde användas för en mängd olika syften.
Förutom att erbjuda ett nytt och säkrare sätt för gunnare att höja sina kanoner exakt, erbjöd det också ett snabbare sätt att beräkna mängden krutt som behövs baserat på kanonbollens storlek och material. Som ett geometriskt instrument möjliggjorde det konstruktion av någon vanlig polygon, beräkning av området för någon polygon eller cirkulär sektor och en mängd andra beräkningar.
Galileos termometer:
Under slutet av 1500-talet fanns det inga praktiska medel för forskare att mäta värme och temperatur. Försök att korrigera detta inom den venetianska intelligentsia resulterade i termoskopet, ett instrument som byggde på idén om expansion av luft på grund av närvaron av värme.
På ca. 1593 konstruerade Galileo sin egen version av ett termoskop som förlitade sig på expansion och sammandragning av luft i en glödlampa för att flytta vatten i ett anslutet rör. Med tiden arbetade han och hans kollegor för att utveckla en numerisk skala som skulle mäta värmen baserat på utvidgningen av vattnet inuti röret.
Och även om det skulle ta ytterligare ett århundrade innan forskare - som Daniel G. Fahrenheit och Anders Celsius - började utveckla universella temperaturskalor som kunde användas i ett sådant instrument, var Galileos termoskop ett stort genombrott. Förutom att kunna mäta värme i luft tillhandahöll den också kvantitativ meteorologisk information för första gången någonsin.
Galileos teleskop:
Medan Galileo inte uppfann teleskopet, förbättrade han dem kraftigt. Under många månader under 1609 avslöjade han flera teleskopkonstruktioner som kollektivt skulle bli kända som galileiska teleskoper. Den första, som han konstruerade mellan juni och juli 1609, var en tre-driven spyglas, som han ersatte av augusti med ett åtta-driven instrument som han presenterade för den venetianska senaten.
Senast efter oktober eller november lyckades han förbättra detta med skapandet av ett tjugotrivet teleskop - just teleskopet som han använde för att observera månen, upptäcka de fyra satelliterna i Jupiter (därefter känd som de galileiska månarna), urskilja faser av Venus och lösa nebulärlappar till stjärnor.
Dessa upptäckter hjälpte Galileo att främja den kopernikanska modellen, som i huvudsak konstaterade att solen (och inte jorden) var universumets centrum (alias heliocentrism). Han fortsatte att förfina sina mönster ytterligare och så småningom skapa ett teleskop som kunde förstora objekt med en faktor 30.
Även om dessa teleskop var ödmjuka enligt moderna standarder, var de en enorm förbättring jämfört med modellerna som fanns under Galileos tid. Det faktum att han lyckades konstruera dem alla själv är ännu en anledning till att de betraktas som hans mest imponerande uppfinningar.
På grund av de instrument som han skapade och de upptäckter de hjälpte till, erkänns Galileo med rätta som en av de viktigaste figurerna i den vetenskapliga revolutionen. Hans många teoretiska bidrag till områdena matematik, teknik och fysik utmanade också aristoteliska teorier som hade accepterats i århundraden.
Kort sagt, han var en av bara ett fåtal människor som - genom sin outtröttliga strävan efter vetenskaplig sanning - för alltid förändrade vår förståelse för universum och de grundläggande lagar som styr det.
Space Magazine har artiklar om Galileos teleskop och forskare vill visa upp Galileos kropp.
För mer information, kolla in Galileo-projektet och Galileo-teleskopet och Dynamics Laws.
Astronomy Cast har ett avsnitt om att välja och använda ett teleskop och hur man bygger ditt eget.
Källa: NASA
