يعتبر جاليليو من أعظم علماء الفلك في كل العصور. ومع ذلك ، يُعرف جاليليو أيضًا بالاختراعات العلمية العديدة التي صنعها خلال حياته.
وشملت هذه التلسكوب الشهير ، ولكن أيضًا سلسلة من الأجهزة التي سيكون لها تأثير عميق على المسح ، واستخدام المدفعية ، وتطوير الساعات ، والأرصاد الجوية. أنشأ جاليليو العديد من هذه من أجل كسب أموال إضافية لدعم عائلته. لكن في النهاية ، سيساعدون في تعزيز سمعته كرجل تحدى قرونًا من المفاهيم التي تمسك بها سابقًا وأحدث ثورة في العلوم.
التوازن الهيدروستاتيكي:
مستوحى من قصة أرخميدس ولحظة "يوريكا" ، بدأ غاليليو في النظر في كيفية وزن الصائغ للمعادن الثمينة في الهواء ، ثم عن طريق الإزاحة ، لتحديد جاذبيتها المحددة. في عام 1586 ، في سن 22 ، نظّر طريقة أفضل ، وصفها في أطروحة بعنوان لا بيلانسيتا (أو "التوازن الصغير").
في هذا المسلك ، وصف توازنًا دقيقًا لوزن الأشياء في الهواء والماء ، حيث تم لف الجزء من الذراع الذي تم تعليق وزن العداد عليه بسلك معدني. يمكن بعد ذلك تحديد الكمية التي يجب أن يتحرك بها ثقل الموازنة عند الوزن في الماء بدقة بالغة من خلال حساب عدد لفات السلك. من خلال القيام بذلك ، يمكن قراءة نسبة المعادن مثل الذهب إلى الفضة في الجسم مباشرة.
مضخة غاليليو:
في عام 1592 ، تم تعيين جاليليو أستاذاً للرياضيات في جامعة بادوفا وقام برحلات متكررة إلى آرسنال - الميناء الداخلي حيث تم تجهيز السفن الفينيسية. كان الأرسنال مكانًا للاختراع والابتكار العمليين لقرون ، واستخدم جاليليو الفرصة لدراسة الأجهزة الميكانيكية بالتفصيل.
في عام 1593 ، تم استشارته حول وضع المجاذيف في القوادس وقدم تقريرًا عالج فيه المجذاف كرافعة وجعل الماء بشكل صحيح نقطة ارتكاز. وبعد مرور عام ، منحه مجلس الشيوخ الفينيسي براءة اختراع لجهاز رفع المياه الذي يعتمد على حصان واحد للتشغيل. أصبح هذا أساس المضخات الحديثة.
بالنسبة للبعض ، كانت مضخة غاليليو مجرد تحسين على المسمار أرخميدس ، الذي تم تطويره لأول مرة في القرن الثالث قبل الميلاد وبراءة اختراع في جمهورية البندقية في عام 1567. ومع ذلك ، هناك دليل واضح يربط اختراع غاليليو بأرخميدس في وقت سابق وتصميم أقل تطوراً.
بندول الساعة:
خلال القرن السادس عشر ، كانت الفيزياء الأرسطية لا تزال الطريقة السائدة لشرح سلوك الأجسام بالقرب من الأرض. على سبيل المثال ، كان يعتقد أن الأجسام الثقيلة تبحث عن مكانها الطبيعي أو الراحة - أي في مركز الأشياء. ونتيجة لذلك ، لم تكن هناك وسيلة لشرح سلوك البندولات ، حيث يتأرجح الجسم الثقيل المعلق من الحبل ذهابًا وإيابًا ولا يسعى للراحة في الوسط.
بالفعل ، أجرى جاليليو تجارب أظهرت أن الأجسام الثقيلة لم تسقط أسرع من الأجسام الأخف - وهو اعتقاد آخر يتفق مع نظرية أرسطو. بالإضافة إلى ذلك ، أظهر أيضًا أن الأشياء التي ألقيت في السفر الجوي في أقواس مكافئة. وبناءً على ذلك وانبهاره بالحركة الخلفية والأمامية لوزن معلق ، بدأ في البحث عن البندولات عام 1588.
في عام 1602 ، شرح ملاحظاته في رسالة إلى صديق ، وصف فيها مبدأ Isochronism. وفقًا لغاليليو ، أكد هذا المبدأ أن الوقت الذي يستغرقه تأرجح البندول لا يرتبط بقوس البندول ، بل طول البندول. بمقارنة اثنين من البندول من نفس الطول ، أظهر غاليليو أنهم سيتأرجحون بنفس السرعة ، على الرغم من سحبهم بأطوال مختلفة.
وفقا لفينشينزو فيفيان ، أحد معاصري جاليليو ، كان في عام 1641 أثناء الإقامة الجبرية التي أنشأها جاليليو تصميمًا لساعة بندول. لسوء الحظ ، عندما كان أعمى في ذلك الوقت ، لم يتمكن من إكماله قبل وفاته عام 1642. ونتيجة لذلك ، نشر كريستيان هيجنز Horologriumمذبذبفي عام 1657 معترف به كأول اقتراح مسجل لساعة البندول.
القطاع:
أصبح المدفع ، الذي تم تقديمه لأول مرة إلى أوروبا عام 1325 ، الدعامة الأساسية للحرب في زمن غاليليو. بعد أن أصبح المدفعيون أكثر تعقيدًا وحركة ، احتاجوا إلى أدوات لمساعدتهم على تنسيق وحساب نيرانهم. على هذا النحو ، بين عامي 1595 و 1598 ، ابتكر جاليليو وحسّن بوصلة هندسية وعسكرية ليستخدمها المدفعيون والمساحون.
اعتمدت بوصلات المدفعي الحالية على ذراعي بزاوية قائمة ومقياس دائري بخط رأسي لتحديد الارتفاعات. وفي الوقت نفسه ، تم تصميم البوصلات الرياضية ، أو الفواصل ، التي تم تطويرها خلال هذا الوقت بمقاييس مفيدة مختلفة على أرجلهم. قام Galileo بدمج استخدامات كلتا الأداتين ، وتصميم بوصلة أو قطاع يحتوي على العديد من المقاييس المفيدة المحفورة على ساقيه والتي يمكن استخدامها لمجموعة متنوعة من الأغراض.
بالإضافة إلى تقديم طريقة جديدة وأكثر أمانًا للمدفعي لرفع مدافعهم بدقة ، فقد قدم أيضًا طريقة أسرع لحساب كمية البارود اللازمة بناءً على حجم مادة المدفع وموادها. كأداة هندسية ، مكنت من بناء أي مضلع منتظم ، وحساب مساحة أي مضلع أو قطاع دائري ، ومجموعة متنوعة من الحسابات الأخرى.
ترمومتر غاليليو:
خلال أواخر القرن السادس عشر ، لم تكن هناك وسائل عملية للعلماء لقياس الحرارة ودرجة الحرارة. أدت محاولات تصحيح ذلك داخل المثقفين الفينيسيين إلى منظار حراري ، وهو أداة بنيت على فكرة توسيع الهواء بسبب وجود الحرارة.
في كاليفورنيا. 1593 ، بنى غاليليو نسخته الخاصة من منظار حراري يعتمد على تمدد وتقلص الهواء في لمبة لتحريك الماء في أنبوب مرفق. مع مرور الوقت ، عمل هو وزملاؤه على تطوير مقياس رقمي يقيس الحرارة بناءً على تمدد الماء داخل الأنبوب.
وعلى الرغم من أن الأمر قد يستغرق قرنًا آخر قبل أن يبدأ العلماء - مثل دانيال جي. فهرنهايت وأندرس سيلسيوس - في تطوير مقاييس درجة حرارة عالمية يمكن استخدامها في مثل هذه الأداة ، إلا أن منظار غاليليو كان إنجازًا كبيرًا. بالإضافة إلى قدرتها على قياس الحرارة في الهواء ، قدمت أيضًا معلومات الأرصاد الجوية الكمية لأول مرة على الإطلاق.
تلسكوب غاليليو:
في حين أن جاليليو لم يخترع التلسكوب ، فقد تحسن بشكل كبير عليهم. على مدار عدة شهور خلال 1609 ، كشف النقاب عن العديد من تصميمات التلسكوبات التي ستعرف مجتمعة باسم التلسكوبات الجليلية. الأول ، الذي قام ببنائه بين يونيو ويوليو عام 1609 ، كان عبارة عن سبايغلاس بثلاثة محركات ، والذي استبدله بحلول أغسطس بأداة ذات ثماني محركات قدمها إلى مجلس الشيوخ الفينيسي.
بحلول أكتوبر أو نوفمبر التاليين ، تمكن من تحسين هذا من خلال إنشاء تلسكوب عشرين - التلسكوب الذي استخدمه لمراقبة القمر ، واكتشاف الأقمار الصناعية الأربعة للمشتري (المعروفة بعد ذلك باسم أقمار الجليل) ، وتمييز أطوار الزهرة ، وحل بقع سديمية في النجوم.
ساعدت هذه الاكتشافات جاليليو على تطوير نموذج كوبرنيكان ، الذي ذكر بشكل أساسي أن الشمس (وليس الأرض) كانت مركز الكون (المعروف أيضًا باسم مركزية الشمس). سيواصل تحسين تصميماته أكثر ، في النهاية ينشئ تلسكوبًا يمكنه تكبير الأشياء بمعامل 30.
على الرغم من أن هذه التلسكوبات كانت متواضعة بالمعايير الحديثة ، إلا أنها كانت تحسنًا كبيرًا مقارنة بالنماذج التي كانت موجودة خلال فترة غاليليو. حقيقة أنه تمكن من بنائها جميعًا بنفسه هو سبب آخر يجعلهم يعتبرون أكثر اختراعاته إثارة للإعجاب.
بسبب الأدوات التي ابتكرها والاكتشافات التي ساعدوا في صنعها ، تم التعرف على جاليليو بحق باعتباره أحد أهم الشخصيات في الثورة العلمية. كما تحدى إسهاماته النظرية العديدة في مجالات الرياضيات والهندسة والفيزياء نظريات أرسطو التي تم قبولها لقرون.
باختصار ، كان واحدًا من عدد قليل من الناس الذين - من خلال سعيهم الدؤوب للحقيقة العلمية - إلى الأبد تغيير فهمنا للكون والقوانين الأساسية التي تحكمه.
تحتوي مجلة الفضاء على مقالات عن تلسكوب غاليليو ويريد العلماء استخراج جثمان غاليليو.
لمزيد من المعلومات ، راجع مشروع Galileo و Galileo التلسكوب وقوانين الديناميكيات.
يحتوي Astronomy Cast على حلقة حول اختيار واستخدام التلسكوب وكيفية صنعه.
المصدر: وكالة ناسا
