Qui est Galilée ? Nous savons tous que c’était l’une des personnes les plus importantes de l’histoire des sciences. Mais saviez-vous qu’il a payé le prix fort pour ses idées ? Je vous propose de découvrir une petite biographie de Galilée ou Galileo Galilei à travers sa vie et ses découvertes.
Galileo Galilei
Fils aîné de Vincenzo Galilei et Giulia Ammannati, Galileo Galilei (le vrai nom italien de Galilée) est né dans la ville italienne de Pise le 15 février 1564. Son père était un théoricien de la musique bien connu, et luthiste. Galileo deviendra également un très bon joueur de luth. Galileo est le premier de six enfants. En 1574, la famille déménage à Florence. Galileo commence alors son éducation au monastère de Vallombrosa.
Jeune homme, Galileo hésite entre devenir prêtre catholique ou docteur en médecine. Suite aux conseils de son père, il décide d’étudier la médecine à l’Université de Pise à l’âge de 17 ans.
Mais à 18 ans, le jeune homme tombe sur une conférence de mathématiques qui changera sa vie. Il se rend rapidement compte que les mathématiques semblent jouer un rôle crucial dans la compréhension et l’explication de notre monde.
Galileo est également fasciné par le mouvement des pendules. Il remarque que si la longueur de la corde est constante, peu importe la force avec laquelle vous la balancez, le pendule se déplace toujours d’avant en arrière au même rythme.
Finalement, Galilée décide de se diriger vers les mathématiques (qui à l’époque incluent la physique et l’astronomie) plutôt que la médecine. Pendant son séjour à Pise, Galileo est exposé à la vision aristotélicienne du monde, principale autorité scientifique de l’époque et la seule sanctionnée par l’Église catholique romaine. En raison de difficultés financières, Galileo quitte l’université en 1585 avant d’obtenir son diplôme.
Cependant, il continue à étudier les mathématiques. Pendant ce temps, il commence à étudier les objets en mouvement et publie The Little Balance, décrivant les principes hydrostatiques du pesage de petites quantités. Ce livre lui vaut une certaine renommée et il obtient un poste d’enseignant à l’Université de Pise, en 1589.
La chute des corps
Pendant son séjour, Galileo mène ses légendaires expériences avec des objets qui tombent. Il produit son manuscrit Du Motu (On Motion), un départ des vues aristotéliciennes sur le mouvement et les objets qui tombent. Mais il développe une certaine arrogance au sujet de son travail. De plus, ses critiques stridentes d’Aristote l’isolent de ses collègues.
En 1592, son contrat avec l’Université de Pise n’est pas renouvelé. Mais le savant retrouve rapidement un nouveau poste à l’Université de Padoue dans le nord de l’Italie. Il y enseigne la géométrie, la mécanique et l’astronomie.
Marima Gamba
En 1600, Galileo rencontre Marina Gamba. Le couple ne se mariera jamais, mais aura trois enfants : Virginia, Livia, et Vincenzo. Galileo a fait entrer ses deux filles dans un couvent. En 1616, au couvent de San Mateo, Virginia changera son nom pour Maria Celeste et Livia est pour sœur Arcangela. Maria Celeste est restée en contact et a soutenu son père par lettres jusqu’à sa mort.
Réalisations et découvertes scientifiques de Galilée
Les découvertes de Galilée sont nombreuses. Détaillons quelques-unes d’entre elles.
Il a inventé la lunette astronomique
Galilée est la toute première personne à étudier le ciel avec une lunette astronomique. En juillet 1609, il découvre l’existence de la lunette construite par des fabricants néerlandais et perfectionne des copies de cette dernière. En août, il montre une lunette à certains marchands vénitiens, qui désirent s’en servir pour la navigation et le repérage des navires. Les marchands paient alors Galileo pour en fabriquer plusieurs. A l’automne 1609, Galilée décide de tourner son télescope vers le ciel.
Il fait alors de nombreuses découvertes.
Les découvertes en astronomie
- Il découvre que Vénus a des phases comme la lune, prouvant qu’elle tourne autour du soleil. Or, cette découverte contredit la doctrine aristotélicienne selon laquelle la Terre était le centre de l’univers. C’est la première preuve d’observation pratique que le soleil se trouve au centre du système solaire.
- Il découvre également que Jupiter a des lunes qui ne tournent pas autour de la planète Terre. Les quatre plus grandes lunes de Jupiter, qu’il a découvertes : Io, Europa, Ganymède et Callisto, sont désormais connues sous le nom de satellites galiléens en son honneur.
- Il fait également la découverte des anneaux de Saturne, bien qu’il ait trouvé leur apparence très déroutante.
- Il découvre que notre lune a des montagnes.
- Il observe que la Voie lactée est composée d’étoiles.
- A été la première personne à voir la planète Neptune. Nous le savons grâce aux dessins de son carnet. Il a observé qu’il bougeait, contrairement aux autres étoiles. À l’époque de Galilée, les planètes Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne étaient connues depuis des milliers d’années, et aucune autre n’était envisagée. Malheureusement, Galileo a perdu la trace de l’étoile mobile qu’il avait trouvée. Neptune n’a été découvert qu’en 1846.
En 1613, il publie ses observations sur les taches solaires. Or l’existence de ces taches contredit une fois de plus la doctrine aristotélicienne selon laquelle le soleil est parfait.
Théories de Galilée
Voici quelques-unes des grandes théories qu’il développe :
- S’il n’y a pas de résistance à l’air, tout tombe au sol au même rythme quel que soit son poids. La gravité accélère également tous les objets, quelle que soit leur masse.
- Lorsque la gravité accélère n’importe quel objet, l’objet accélère à une vitesse constante de sorte que la distance tombée est proportionnelle au temps au carré. Par exemple, une balle qui tombe pendant une seconde parcourrait une distance d’une unité; une balle tombant pendant deux secondes parcourrait une distance de quatre unités; une balle tombant pendant trois secondes parcourrait une distance de neuf unités, etc. C’est probablement un mythe qu’il a découvert cela en lâchant des boulets de canon de la tour penchée de Pise. Il a utilisé des balles roulant sur des rampes en bois pour la plupart de ses recherches sur la gravité et l’accélération.
- Il identifie que tout ce qui est lancé ou tiré sur Terre, comme un rocher ou un boulet de canon, vole le long d’un chemin incurvé et que la forme de la courbe est une parabole.
- Principe de l’inertie : un corps se déplaçant sur une surface plane continuera dans la même direction à une vitesse constante, sauf s’il est dérangé. Cela devint plus tard la première loi du mouvement de Newton.
- Proposition de la première théorie de la relativité: les lois de la physique sont les mêmes pour tous les observateurs se déplaçant en ligne droite à vitesse constante. On a découvert que pour les pendules, leur période d’oscillation au carré est directement proportionnelle à leur longueur et est indépendante de la masse attachée à la corde ou à la tige. Galileo a réalisé que les pendules pouvaient être utilisés pour garder le temps, mais ne semble jamais avoir mis cela en pratique, à part montrer à son fils un design pour une horloge. Les horloges n’avaient pas été inventées à l’époque de Galileo et ses expériences ont été menées en utilisant son pouls comme chronométreur ou, mieux, le poids de l’eau qui s’échappait par un trou dans un navire. J’ai essayé de mesurer la vitesse de la lumière, mais j’ai trouvé que c’était trop rapide pour lui de mesurer.
- Il montre que l’ensemble des carrés parfaits 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100… contient autant de membres que l’ensemble des nombres entiers 1, 2, 3, 4, 5, 6 , 7, 8 9, 10… même si, à première vue, l’ensemble des nombres entiers semble contenir plus de membres. Cette démonstration est devenue le paradoxe de Galileo. La base de la preuve de Galileo est qu’il doit y avoir autant de nombres entiers au carré qu’il y a de nombres entiers, parce que chaque nombre entier peut être carré – donc chaque nombre entier peut être jumelé avec son carré.
Le problème de Galilée avec l’Église
Après que Galileo ait construit son télescope en 1609, il a commencé à monter un ensemble de preuves et à soutenir ouvertement la théorie copernicienne selon laquelle la terre et les planètes tournent autour du soleil. Cependant, la théorie copernicienne remet en question la doctrine d’Aristote et l’ordre établi par l’Église catholique.
En 1613, Galileo écrit une lettre à un étudiant pour expliquer comment la théorie copernicienne ne contredit pas les passages bibliques, déclarant que l’Écriture était écrite dans une perspective terrestre. La science fournit une perspective différente et plus précise. La lettre est rendue publique. En 1616, Galileo reçoit l’ordre de ne pas «détenir, enseigner ou défendre de quelque manière que ce soit» la théorie copernicienne. Il obéit pendant sept ans.
En 1616, l’Église condamne le livre de Copernic et l’interdit. En 1620, elle approuve le livre de Copernic après l’avoir modifié. Dans cette version, toutes les phrases dans lesquelles Copernic fait référence à un système solaire héliocentrique sont supprimées ou modifiées.
Consulter mon article sur Copernic
Le procès de Galilée
En 1623, un ami de Galilée, le cardinal Maffeo Barberini, est élu pape Urbain VIII. Il permet à Galilée de poursuivre ses travaux sur l’astronomie, à condition qu’il soit objectif et ne prône pas la théorie copernicienne.
Galilée publie Dialogue entre les deux plus grands systèmes du monde en 1632. Dans le livre, il semble plaider en faveur d’un système solaire héliocentrique. Il y introduit trois personnages : Salviati qui le représente, Simplicius qui défend l’immobilité de la Terre et Sagrego qui est censé être neutre. Mais SImplicius se retrouve ridiculisé par les deux autres personnages tout du long du livre.
Galilée est rapidement convoqué à Rome pour répondre aux accusations selon lesquelles le Dialogue sur les deux grands systèmes du monde est hérétique. Il est alors interrogé par le Tribunal de l’Inquisition. Longtemps, il nie que son livre est hérétique qu’il préconise un système solaire héliocentrique. Mais la procédure d’inquisition de Galileo dure de septembre 1632 à juillet 1633. Menacé de torture, il finit par céder.
Et pourtant elle tourne !
Reconnu coupable d’hérésie, il est alors condamné à la réclusion à perpétuité. En entendant la sentence, Galilée aurait prononcé ces quelques mots ; « Eppur, si muove » soit « et pourtant, elle tourne! ».Mais en réalité, il est peu probable qu’il ait pris le risque de prononcer cette phrase. Finalement, Galilée étant devenu un homme assez âgé, la condamnation a finalement été réduite à la détention à domicile.
Le dialogue sur les deux grands systèmes du monde ainsi que toutes les autres œuvres de Galileo sont été interdites. Mais en Angleterre, en Hollande, Allemagne, Écosse, Suisse et toute la Scandinavie, les livres de Galilée restent accessibles à tous.
Le savant reçoit l’ordre de ne pas avoir de visiteur ni de publier ses œuvres en dehors de l’Italie. Mais il ignore les deux sentences. En 1634, une traduction française de son étude des forces et de leurs effets sur la matière est publiée. Un an plus tard, des exemplaires du Dialogue sont publiés aux Pays-Bas.
En 1638, il publie son chef-d’œuvre: Discours et démonstrations mathématiques concernant les deux nouvelles sciences. Les deux nouvelles sciences qu’il décrit sont la science des matériaux et la science du mouvement. Sorti clandestinement d’Italie, le livre est publié en Hollande. Il contient une grande partie des découvertes de Galilée.
Mort de Galilée
Après huit ans d’assignation à résidence, Galileo Galilei devenu aveugle est décédé le 8 janvier 1642, à l’âge de 77 ans.
Au fil des années, l’Église catholique supprimera progressivement les ordonnances d’interdiction de certains livres de Galileo. Il faudra attendre 1835 pour que toutes les publications de Galilée soient approuvées par l’Église.
Sources
