Galileo Galilei

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Nunca conheci um homem tão ignorante de quem eu não pudesse aprender algo.

Galileo di Vincenzo Bonaiuti de' Galilei foi um astrônomo, físico e engenheiro italiano, por vezes descrito como polímata, natural de Pisa. Galileo Galilei foi chamado de "pai da astronomia observacional", "pai da física moderna", "pai do método científico" e "pai da ciência moderna".

Galileo Galilei estudou velocidade e aceleração, gravidade e queda livre, o princípio da relatividade, inércia, movimento de projéteis e também trabalhou em ciência aplicada e tecnologia, descrevendo as propriedades dos pêndulos e das "balanças hidrostáticas". Ele inventou o termoscópio e várias bússolas militares, e utilizou o telescópio para observações científicas de objetos celestes. Suas contribuições à astronomia observacional incluem a confirmação telescópica das fases de Vênus, a observação dos quatro maiores satélites de Júpiter, a observação dos anéis de Saturno e a análise das manchas solares.

A defesa do heliocentrismo e do copernicanismo por Galileo Galilei encontrou oposição dentro da Igreja Católica e de alguns astrônomos. O assunto foi investigado pela Inquisição Romana em 1615, que concluiu que o heliocentrismo era "tolo e absurdo em filosofia, e formalmente herético, uma vez que contradiz explicitamente em muitos pontos o sentido das Sagradas Escrituras".

Galileo Galilei posteriormente defendeu suas ideias em Diálogo sobre os Dois Principais Sistemas do Mundo, de 1632, que pareceu atacar o Papa Urbano VIII e, assim, alienou tanto o Papa quanto os jesuítas, que até então haviam apoiado Galileo Galilei. Ele foi julgado pela Inquisição, considerado "veementemente suspeito de heresia" e forçado a se retratar. Passou o resto de sua vida em prisão domiciliar. Durante esse período, escreveu Duas Novas Ciências, de 1638, principalmente sobre cinemática e resistência dos materiais, resumindo trabalhos que havia realizado cerca de quarenta anos antes.

Primeiros anos e família

Galileo Galilei nasceu em Pisa, então parte do Ducado de Florença, Itália, em 15 de fevereiro de 1564, o primeiro de seis filhos de Vincenzo Galilei, um alaudista, compositor e teórico musical, e Giulia Ammannati, que haviam se casado em 1562. Galileo Galilei tornou-se ele próprio um alaudista talentoso e teria aprendido cedo com seu pai um ceticismo em relação à autoridade estabelecida, o valor da experimentação bem medida ou quantificada, uma apreciação por uma medida periódica ou musical de tempo ou ritmo, bem como os resultados esperados de uma combinação de matemática e experimento.

Três dos cinco irmãos de Galileo Galilei sobreviveram à infância. O caçula, Michelangelo ou Michelagnolo, também se tornou alaudista e compositor, embora tenha contribuído para encargos financeiros durante a juventude adulta de Galileo Galilei. Michelangelo foi incapaz de contribuir com sua parte justa dos dotes prometidos por seu pai a seus cunhados, que posteriormente tentariam buscar remédios legais pelos pagamentos devidos. Michelangelo também ocasionalmente tinha que pedir fundos emprestados a Galileo Galilei para apoiar seus empreendimentos e excursões musicais. Esses encargos financeiros podem ter contribuído para o desejo precoce de Galileo Galilei de desenvolver invenções que lhe trouxessem renda adicional.

Quando Galileo Galilei tinha oito anos, sua família se mudou para Florença, mas ele foi deixado sob a tutela de Jacopo Borghini por dois anos. Foi educado de 1575 a 1578 na Abadia de Vallombrosa, cerca de 30 km a sudeste de Florença.

### Nome

Galileo Galilei tendia a se referir a si mesmo apenas pelo seu nome de batismo. Na época, sobrenomes eram opcionais na Itália, e seu nome de batismo tinha a mesma origem de seu nome de família ocasional, Galilei. Tanto seu nome de batismo quanto seu sobrenome derivam, em última análise, de um ancestral, Galileo Bonaiuti, um importante médico, professor e político em Florença no século XV. Galileo Bonaiuti foi enterrado na mesma igreja, a Basílica de Santa Croce em Florença, onde cerca de 200 anos depois, Galileo Galilei também foi enterrado.

 A filha mais velha de Galileo Galilei, Virginia, era particularmente devotada ao pai

Quando se referia a si mesmo com mais de um nome, às vezes era como Galileo Galilei Linceo, uma referência ao fato de ser membro da Academia de Lincei, uma organização pró-ciência de elite na Itália. Era comum para famílias toscanas de meados do século XVI dar ao filho mais velho o sobrenome dos pais como nome. Portanto, Galileo Galilei não foi necessariamente nomeado em homenagem a seu ancestral Galileo Bonaiuti. O nome masculino italiano "Galileo" e, consequentemente, o sobrenome "Galilei" derivam do latim "Galilaeus", que significa "da Galileia", uma região biblicamente significativa no norte de Israel. Por causa dessa região, o adjetivo galilaios grego Γαλιλαῖος, latim Galilaeus, italiano Galileo, que significa "galileu", foi usado na antiguidade particularmente pelo imperador Juliano para se referir a Cristo e seus seguidores.

As raízes bíblicas do nome e sobrenome de Galileo Galilei se tornariam objeto de um trocadilho famoso. Em 1614, durante o caso Galileo, um dos oponentes de Galileo Galilei, o padre dominicano Tommaso Caccini, proferiu contra Galileo Galilei um sermão controverso e influente. Nele, fez questão de citar Atos 1:11, "Varões galileus, por que estais olhando para o céu?".

### Filhos

Apesar de ser um católico romano genuinamente piedoso, Galileo Galilei teve três filhos fora do casamento com Marina Gamba. Tiveram duas filhas, Virginia nascida em 1600 e Livia nascida em 1601, e um filho, Vincenzo nascido em 1606.

Devido ao seu nascimento ilegítimo, Galileo Galilei considerou as meninas impossíveis de casar, senão representando problemas de sustento ou dotes proibitivamente caros, o que teria sido semelhante aos anteriores extensos problemas financeiros de Galileo Galilei com duas de suas irmãs. Sua única alternativa digna era a vida religiosa. Ambas as meninas foram aceitas pelo convento de San Matteo em Arcetri e permaneceram lá pelo resto de suas vidas.

Virginia adotou o nome Maria Celeste ao entrar no convento. Ela morreu em 2 de abril de 1634 e está enterrada com Galileo Galilei na Basílica de Santa Croce, Florença. Livia adotou o nome Irmã Arcangela e esteve doente durante a maior parte de sua vida. Vincenzo foi posteriormente legitimado como herdeiro legal de Galileo Galilei e casou-se com Sestilia Bocchineri.

Carreira como cientista

Embora Galileo Galilei tenha considerado seriamente o sacerdócio quando jovem, a pedido de seu pai ele se matriculou em 1580 na Universidade de Pisa para obter um diploma em medicina. Em 1581, quando estudava medicina, ele notou um lustre balançando, que correntes de ar faziam oscilar em arcos maiores e menores. Para ele, parecia, em comparação com suas batidas cardíacas, que o lustre levava o mesmo tempo para balançar de um lado para o outro, não importando a amplitude do movimento. Quando retornou para casa, ele montou dois pêndulos de comprimento igual e balançou um com um movimento amplo e o outro com um movimento pequeno, e descobriu que eles mantinham o mesmo ritmo. Não foi até o trabalho de Christiaan Huygens, quase cem anos depois, que a natureza tautócrona de um pêndulo oscilante foi usada para criar um relógio preciso. Até este ponto, Galileo havia sido deliberadamente mantido longe da matemática, já que um médico ganhava uma renda maior do que um matemático. No entanto, após acidentalmente assistir a uma palestra sobre geometria, ele convenceu seu pai relutante a deixá-lo estudar matemática e filosofia natural em vez de medicina. Ele criou um termoscópio, precursor do termômetro, e, em 1586, publicou um pequeno livro sobre o design de uma balança hidrostática que havia inventado, o que primeiro o trouxe à atenção do mundo acadêmico. Galileo também estudou disegno, um termo que abrange as belas artes, e, em 1588, obteve o cargo de instrutor na Accademia delle Arti del Disegno em Florença, ensinando perspectiva e chiaroscuro. Sendo inspirado pela tradição artística da cidade e pelas obras dos artistas renascentistas, Galileo adquiriu uma mentalidade estética. Enquanto era um jovem professor na Accademia, ele iniciou uma amizade que duraria toda a vida com o pintor florentino Cigoli.

 Os telescópios "cannocchiali" de Galileo Galilei no Museo Galileo, Florença

Em 1589, ele foi nomeado para a cadeira de matemática em Pisa. Em 1591, seu pai morreu, e ele foi encarregado dos cuidados de seu irmão mais novo Michelagnolo. Em 1592, mudou-se para a Universidade de Pádua, onde lecionou geometria, mecânica e astronomia até 1610. Durante este período, Galileo fez descobertas significativas tanto em ciência fundamental pura, por exemplo, cinemática do movimento e astronomia, quanto em ciência aplicada prática, por exemplo, resistência dos materiais, e foi pioneiro no telescópio. Seus múltiplos interesses incluíam o estudo da astrologia, que na época era uma disciplina ligada aos estudos de matemática e astronomia.

### Astronomia

#### A supernova de Kepler

Tycho Brahe e outros haviam observado a supernova de 1572. A carta de Ottavio Brenzoni de 15 de janeiro de 1605 para Galileo trouxe a supernova de 1572 e a nova menos brilhante de 1601 à atenção de Galileo. Galileo observou e discutiu a Supernova de Kepler em 1604. Como essas novas estrelas não exibiam paralaxe diurna detectável, Galileo concluiu que eram estrelas distantes e, portanto, refutou a crença aristotélica na imutabilidade dos céus.

#### Telescópio refrator

Baseado apenas em descrições incertas do primeiro telescópio prático que Hans Lippershey tentou patentear nos Países Baixos em 1608, Galileo, no ano seguinte, fez um telescópio com cerca de 3x de ampliação. Mais tarde, ele fez versões aprimoradas com até cerca de 30x de ampliação. Com um telescópio galileano, o observador podia ver imagens ampliadas e em posição vertical na Terra — era o que é comumente conhecido como telescópio terrestre ou luneta. Ele também podia usá-lo para observar o céu; por um tempo foi um dos poucos que conseguiam construir telescópios suficientemente bons para esse propósito. Em 25 de agosto de 1609, ele demonstrou um de seus primeiros telescópios, com uma ampliação de cerca de 8 ou 9, para legisladores venezianos. Seus telescópios também eram um negócio paralelo lucrativo para Galileo, que os vendia para comerciantes que os consideravam úteis tanto no mar quanto como itens de comércio. Ele publicou suas observações astronômicas telescópicas iniciais em março de 1610 em um breve tratado intitulado Sidereus Nuncius (Mensageiro das Estrelas).

#### Lua

Em 30 de novembro de 1609, Galileo apontou seu telescópio para a Lua. Embora não tenha sido a primeira pessoa a observar a Lua através de um telescópio — o matemático inglês Thomas Harriot havia feito isso quatro meses antes, mas viu apenas uma "estranha aparência manchada" —, Galileo foi o primeiro a deduzir a causa da diminuição irregular como oclusão de luz causada por montanhas e crateras lunares. Em seu estudo, ele também fez mapas topográficos, estimando as alturas das montanhas. A Lua não era o que há muito se pensava ser uma esfera translúcida e perfeita, como Aristóteles afirmava, e dificilmente o primeiro "planeta", uma "pérola eterna para ascender magnificamente ao empíreo celestial", como proposto por Dante. Galileo é às vezes creditado com a descoberta da libração lunar em latitude em 1632, embora Thomas Harriot ou William Gilbert possam tê-la feito antes.

 Uma ilustração da Lua de Sidereus Nuncius, publicado em Veneza, 1610

Um amigo de Galileo, o pintor Cigoli, incluiu uma representação realista da Lua em uma de suas pinturas, embora provavelmente tenha usado seu próprio telescópio para fazer a observação.

#### Luas de Júpiter Em 7 de janeiro de 1610, Galileo Galilei observou com seu telescópio o que descreveu na época como "três estrelas fixas, totalmente invisíveis por sua pequenez", todas próximas a Júpiter e alinhadas em uma linha reta através dele. Observações nas noites seguintes mostraram que as posições dessas "estrelas" em relação a Júpiter estavam mudando de uma maneira que teria sido inexplicável se elas realmente fossem estrelas fixas. Em 10 de janeiro, Galileo Galilei notou que uma delas havia desaparecido, uma observação que ele atribuiu ao fato de estar oculta atrás de Júpiter. Em poucos dias, ele concluiu que elas estavam orbitando Júpiter: havia descoberto três das quatro maiores luas de Júpiter. Ele descobriu a quarta em 13 de janeiro. Galileo Galilei nomeou o grupo de quatro como as estrelas Medicéias, em homenagem a seu futuro patrono, Cosimo II de' Medici, Grão-Duque da Toscana, e aos três irmãos de Cosimo. Astrônomos posteriores, no entanto, as renomearam como satélites Galileanos em homenagem a seu descobridor. Esses satélites foram descobertos de forma independente por Simon Marius em 8 de janeiro de 1610 e hoje são chamados de Io, Europa, Ganímedes e Calisto, os nomes dados por Marius em seu Mundus Iovialis publicado em 1614.

 Foi nesta página que Galileo Galilei registrou pela primeira vez uma observação das luas de Júpiter.

As observações de Galileo Galilei dos satélites de Júpiter causaram uma revolução na astronomia: um planeta com planetas menores orbitando-o não estava em conformidade com os princípios da cosmologia aristotélica, que sustentava que todos os corpos celestes deveriam circular a Terra, e muitos astrônomos e filósofos inicialmente se recusaram a acreditar que Galileo Galilei pudesse ter descoberto tal coisa. Suas observações foram confirmadas pelo observatório de Christopher Clavius e ele recebeu uma recepção de herói quando visitou Roma em 1611. Galileo Galilei continuou a observar os satélites ao longo dos dezoito meses seguintes e, em meados de 1611, havia obtido estimativas notavelmente precisas para seus períodos — uma façanha que Johannes Kepler acreditava ser impossível.

#### Fases de Vênus

A partir de setembro de 1610, Galileo Galilei observou que Vênus exibe um conjunto completo de fases semelhante ao da Lua. O modelo heliocêntrico do Sistema Solar desenvolvido por Nicolau Copérnico previa que todas as fases seriam visíveis, pois a órbita de Vênus ao redor do Sol faria com que seu hemisfério iluminado ficasse voltado para a Terra quando estivesse no lado oposto do Sol e se afastasse da Terra quando estivesse no lado terrestre do Sol. No modelo geocêntrico de Ptolomeu, era impossível que qualquer uma das órbitas dos planetas interceptasse a concha esférica que carregava o Sol. Tradicionalmente, a órbita de Vênus era colocada inteiramente no lado próximo do Sol, onde poderia exibir apenas fases crescente e nova. Também era possível colocá-la inteiramente no lado distante do Sol, onde poderia exibir apenas fases gibosa e cheia. Após as observações telescópicas de Galileo Galilei das fases crescente, gibosa e cheia de Vênus, o modelo ptolomaico tornou-se insustentável. No início do século XVII, como resultado de sua descoberta, a grande maioria dos astrônomos converteu-se a um dos vários modelos planetários geo-heliocêntricos, como os modelos Tychônico, Capelano e Capelano Estendido, cada um com ou sem uma Terra em rotação diária. Todos eles explicavam as fases de Vênus sem a 'refutação' da previsão do heliocentrismo completo sobre a paralaxe estelar. A descoberta de Galileo Galilei das fases de Vênus foi, portanto, sua contribuição empiricamente mais influente para a transição em dois estágios do geocentrismo completo para o heliocentrismo completo via geo-heliocentrismo.

#### Saturno e Netuno

Em 1610, Galileo Galilei também observou o planeta Saturno e, a princípio, confundiu seus anéis com planetas, pensando que fosse um sistema de três corpos. Quando observou o planeta mais tarde, os anéis de Saturno estavam diretamente orientados para a Terra, fazendo-o pensar que dois dos corpos haviam desaparecido. Os anéis reapareceram quando ele observou o planeta em 1616, confundindo-o ainda mais.

 As fases de Vênus, observadas por Galileo Galilei em 1610

Galileo Galilei observou o planeta Netuno em 1612. Ele aparece em seus cadernos como uma das muitas estrelas fracas sem destaque. Ele não percebeu que era um planeta, mas notou seu movimento em relação às estrelas antes de perdê-lo de vista.

#### Manchas solares

Galileo Galilei fez estudos a olho nu e telescópicos de manchas solares. Sua existência levantou outra dificuldade com a perfeição imutável dos céus conforme postulada na física celeste aristotélica ortodoxa. Uma variação anual aparente em suas trajetórias, observada por Francesco Sizzi e outros em 1612–1613, também forneceu um argumento poderoso contra tanto o sistema ptolomaico quanto o sistema geo-heliocêntrico de Tycho Brahe. Uma disputa sobre a prioridade reivindicada na descoberta das manchas solares, e em sua interpretação, levou Galileo Galilei a uma longa e amarga rivalidade com o jesuíta Christoph Scheiner. No meio estava Mark Welser, a quem Scheiner havia anunciado sua descoberta e que pediu a Galileo Galilei sua opinião. De fato, há pouca dúvida de que ambos foram superados por David Fabricius e seu filho Johannes.

#### Via Láctea e estrelas

Galileo Galilei observou a Via Láctea, anteriormente considerada nebulosa, e descobriu que era uma multidão de estrelas agrupadas tão densamente que pareciam nuvens vistas da Terra. Ele localizou muitas outras estrelas distantes demais para serem visíveis a olho nu. Ele observou a estrela dupla Mizar na Ursa Major em 1617. No Starry Messenger, Galileo Galilei relatou que as estrelas apareciam como meros clarões de luz, essencialmente inalteradas em aparência pelo telescópio, e contrastou-as com os planetas, que o telescópio revelou serem discos. Mas logo em seguida, em suas Cartas sobre as Manchas Solares, ele relatou que o telescópio revelava as formas tanto das estrelas quanto dos planetas como "bastante redondas". A partir daquele momento, ele continuou a relatar que os telescópios mostravam a redondeza das estrelas, e que as estrelas vistas através do telescópio mediam alguns segundos de arco em diâmetro. Ele também concebeu um método para medir o tamanho aparente de uma estrela sem um telescópio. Conforme descrito em seu Diálogo Sobre os Dois Principais Sistemas do Mundo, seu método consistia em pendurar uma corda fina em sua linha de visão até a estrela e medir a distância máxima da qual ela obscureceria completamente a estrela. A partir de suas medições dessa distância e da largura da corda, ele podia calcular o ângulo subtendido pela estrela em seu ponto de observação.

Em seu Diálogo, ele relatou ter encontrado o diâmetro aparente de uma estrela de primeira magnitude como não superior a 5 segundos de arco, e o de uma de sexta magnitude como cerca de 5/6 segundos de arco. Como a maioria dos astrônomos de sua época, Galileo Galilei não reconheceu que os tamanhos aparentes das estrelas que ele mediu eram espúrios, causados por difração e distorção atmosférica, e não representavam os tamanhos verdadeiros das estrelas. No entanto, os valores de Galileo Galilei eram muito menores do que estimativas anteriores dos tamanhos aparentes das estrelas mais brilhantes, como aquelas feitas por Brahe, e permitiram a Galileo Galilei rebater argumentos anticopernicanos como aqueles feitos por Tycho de que essas estrelas teriam que ser absurdamente grandes para que suas paralaxes anuais fossem indetectáveis. Outros astrônomos como Simon Marius, Giovanni Battista Riccioli e Martinus Hortensius fizeram medições similares de estrelas, e Marius e Riccioli concluíram que os tamanhos menores não eram pequenos o suficiente para responder ao argumento de Tycho.

### Teoria das marés

O Cardeal Bellarmine havia escrito em 1615 que o sistema copernicano não podia ser defendido sem "uma verdadeira demonstração física de que o sol não gira ao redor da terra, mas a terra gira ao redor do sol". Galileo Galilei considerava sua teoria das marés como fornecedora de tal evidência. Essa teoria era tão importante para ele que originalmente pretendia chamar seu Diálogo Sobre os Dois Principais Sistemas do Mundo de Diálogo sobre o Fluxo e Refluxo do Mar. A referência às marés foi removida do título por ordem da Inquisição.

 Galileo Galilei, retrato de Domenico Tintoretto

Para Galileo Galilei, as marés eram causadas pelo movimento de vai e vem da água nos mares à medida que um ponto na superfície da Terra acelerava e desacelerava devido à rotação da Terra em seu eixo e revolução ao redor do Sol. Ele circulou seu primeiro relato sobre as marés em 1616, endereçado ao Cardeal Orsini. Sua teoria forneceu a primeira visão sobre a importância das formas das bacias oceânicas no tamanho e no timing das marés; ele explicou corretamente, por exemplo, as marés negligenciáveis no meio do Mar Adriático em comparação com aquelas nas extremidades. Como um relato geral da causa das marés, no entanto, sua teoria foi um fracasso.

Se essa teoria estivesse correta, haveria apenas uma maré alta por dia. Galileo Galilei e seus contemporâneos estavam cientes dessa inadequação porque há duas marés altas diárias em Veneza em vez de uma, com cerca de 12 horas de intervalo. Galileo Galilei descartou essa anomalia como resultado de várias causas secundárias, incluindo a forma do mar, sua profundidade e outros fatores. Albert Einstein posteriormente expressou a opinião de que Galileo Galilei desenvolveu seus "argumentos fascinantes" e os aceitou acriticamente por um desejo de prova física do movimento da Terra. Galileo Galilei também descartou a ideia, conhecida desde a antiguidade e por seu contemporâneo Johannes Kepler, de que a Lua causava as marés — Galileo Galilei também não demonstrou interesse pelas órbitas elípticas dos planetas de Kepler. Galileo Galilei continuou a argumentar a favor de sua teoria das marés, considerando-a a prova definitiva do movimento da Terra.

### Controvérsia sobre cometas e O Ensaiador

Em 1619, Galileo Galilei se envolveu em uma controvérsia com o Padre Orazio Grassi, professor de matemática no Collegio Romano jesuíta. Começou como uma disputa sobre a natureza dos cometas, mas quando Galileo Galilei publicou O Ensaiador Il Saggiatore em 1623, sua última investida na disputa, havia se tornado uma controvérsia muito mais ampla sobre a própria natureza da ciência. A página de título do livro descreve Galileo Galilei como filósofo e "Matematico Primario" do Grão-Duque da Toscana.

Como O Ensaiador contém tamanha riqueza das ideias de Galileo Galilei sobre como a ciência deveria ser praticada, tem sido referido como seu manifesto científico. No início de 1619, o Padre Grassi havia publicado anonimamente um panfleto, Uma Disputa Astronômica sobre os Três Cometas do Ano de 1618, que discutia a natureza de um cometa que havia aparecido no final de novembro do ano anterior. Grassi concluiu que o cometa era um corpo ígneo que havia se movido ao longo de um segmento de um grande círculo a uma distância constante da terra, e como ele se movia no céu mais lentamente do que a Lua, deveria estar mais distante do que a Lua. Os argumentos e conclusões de Grassi foram criticados em um artigo subsequente, Discurso sobre Cometas, publicado sob o nome de um dos discípulos de Galileo Galilei, um advogado florentino chamado Mario Guiducci, embora tivesse sido em grande parte escrito pelo próprio Galileo Galilei. Galileo Galilei e Guiducci não ofereceram nenhuma teoria definitiva própria sobre a natureza dos cometas, embora tenham apresentado algumas conjecturas provisórias que hoje se sabe estarem equivocadas. A abordagem correta para o estudo dos cometas havia sido proposta na época por Tycho Brahe. Em sua passagem de abertura, o Discurso de Galileo Galilei e Guiducci insultou gratuitamente o jesuíta Christoph Scheiner, e várias observações pouco lisonjeiras sobre os professores do Collegio Romano foram espalhadas por toda a obra. Os jesuítas ficaram ofendidos, e Grassi logo respondeu com um tratado polêmico próprio, A Balança Astronômica e Filosófica, sob o pseudônimo Lothario Sarsio Sigensano, alegando ser um de seus próprios alunos.

O Ensaiador foi a resposta devastadora de Galileo Galilei à Balança Astronômica. Foi amplamente reconhecido como uma obra-prima da literatura polêmica, na qual os argumentos de "Sarsi" são submetidos a um escárnio impiedoso. Foi recebido com ampla aclamação e agradou particularmente ao novo papa, Urbano VIII, a quem havia sido dedicado. Em Roma, na década anterior, Barberini, o futuro Urbano VIII, havia se posicionado ao lado de Galileo Galilei e da Academia dos Linces.

A disputa de Galileo Galilei com Grassi alienou permanentemente muitos dos jesuítas que anteriormente haviam sido favoráveis às suas ideias, e Galileo Galilei e seus amigos estavam convencidos de que esses jesuítas foram responsáveis por provocar sua condenação posterior. As evidências disso são, na melhor das hipóteses, equívocas.

### Controvérsia sobre o heliocentrismo

Na época do conflito de Galileo Galilei com a Igreja, a maioria das pessoas instruídas subscrevia a visão geocêntrica aristotélica de que a Terra é o centro do Universo e a órbita de todos os corpos celestes, ou o novo sistema de Tycho Brahe que mesclava geocentrismo com heliocentrismo. A oposição ao heliocentrismo e aos escritos de Galileo Galilei sobre o tema combinava objeções religiosas e científicas. A oposição religiosa ao heliocentrismo surgiu de passagens bíblicas que implicavam a natureza fixa da Terra. A oposição científica veio de Brahe, que argumentou que se o heliocentrismo fosse verdadeiro, uma paralaxe estelar anual deveria ser observada, embora nenhuma fosse na época. Aristarco e Copérnico haviam postulado corretamente que a paralaxe era negligenciável porque as estrelas estavam tão distantes. No entanto, Tycho contra-argumentou que, uma vez que as estrelas parecem ter tamanho angular mensurável, se as estrelas estivessem tão distantes e seu tamanho aparente se devesse ao seu tamanho físico, elas seriam muito maiores que o Sol. De fato, não é possível observar o tamanho físico de estrelas distantes sem telescópios modernos.

Galileo Galilei defendeu o heliocentrismo com base em suas observações astronômicas de 1609. Em dezembro de 1613, a Grã-Duquesa Christina de Florença confrontou um dos amigos e seguidores de Galileo Galilei, Benedetto Castelli, com objeções bíblicas ao movimento da Terra. Motivado por este incidente, Galileo Galilei escreveu uma carta a Castelli na qual argumentou que o heliocentrismo na verdade não era contrário aos textos bíblicos, e que a Bíblia era uma autoridade em fé e moral, não em ciência. Esta carta não foi publicada, mas circulou amplamente. Dois anos depois, Galileo Galilei escreveu uma carta a Christina que expandiu seus argumentos anteriormente feitos em oito páginas para quarenta páginas.

 Pintura de Cristiano Banti de 1857, Galileo Galilei diante da Inquisição Romana

Em 1615, os escritos de Galileo Galilei sobre o heliocentrismo haviam sido submetidos à Inquisição Romana pelo Padre Niccolò Lorini, que alegou que Galileo Galilei e seus seguidores estavam tentando reinterpretar a Bíblia, o que era visto como uma violação do Concílio de Trento e parecia perigosamente com o protestantismo. Lorini citou especificamente a carta de Galileo Galilei a Castelli. Galileo Galilei foi a Roma para se defender e defender suas ideias. No início de 1616, Monsenhor Francesco Ingoli iniciou um debate com Galileo Galilei, enviando-lhe um ensaio contestando o sistema copernicano. Galileo Galilei declarou posteriormente que acreditava que este ensaio havia sido fundamental na ação contra o copernicanismo que se seguiu. Ingoli pode ter sido comissionado pela Inquisição para escrever uma opinião especializada sobre a controvérsia, com o ensaio fornecendo a base para as ações da Inquisição. O ensaio se concentrou em dezoito argumentos físicos e matemáticos contra o heliocentrismo. Ele tomou emprestado principalmente dos argumentos de Tycho Brahe, notadamente que o heliocentrismo exigiria que as estrelas, como pareciam ser, fossem muito maiores que o Sol. O ensaio também incluiu quatro argumentos teológicos, mas Ingoli sugeriu que Galileo Galilei se concentrasse nos argumentos físicos e matemáticos, e ele não mencionou as ideias bíblicas de Galileo Galilei.

Em fevereiro de 1616, uma comissão inquisitorial declarou o heliocentrismo como sendo "tolo e absurdo em filosofia, e formalmente herético, pois contradiz explicitamente em muitos lugares o sentido da Sagrada Escritura". A Inquisição considerou que a ideia do movimento da Terra "recebe o mesmo julgamento em filosofia e... no que diz respeito à verdade teológica é pelo menos errônea na fé". O Papa Paulo V instruiu o Cardeal Belarmino a entregar esta conclusão a Galileo Galilei e a ordenar-lhe que abandonasse o heliocentrismo. Em 26 de fevereiro, Galileo Galilei foi chamado à residência de Belarmino e ordenado "a abandonar completamente... a opinião de que o sol permanece imóvel no centro do mundo e a Terra se move, e doravante a não sustentar, ensinar ou defender de modo algum, seja oralmente ou por escrito". O decreto da Congregação do Índice baniu De Revolutionibus de Copérnico e outras obras heliocêntricas até correção. Durante a década seguinte, Galileo Galilei manteve-se bem afastado da controvérsia. Ele retomou seu projeto de escrever um livro sobre o assunto, encorajado pela eleição do Cardeal Maffeo Barberini como Papa Urbano VIII em 1623. Barberini era amigo e admirador de Galileo Galilei, e havia se oposto à admoestação de Galileo Galilei em 1616. O livro resultante de Galileo Galilei, Diálogo Sobre os Dois Principais Sistemas do Mundo, foi publicado em 1632, com autorização formal da Inquisição e permissão papal.

 Retrato de Galileo Galilei por Justus Sustermans, 1636. Museu Uffizi, Florença.

Anteriormente, o Papa Urbano VIII havia pessoalmente solicitado a Galileo Galilei que apresentasse argumentos a favor e contra o heliocentrismo no livro, e que tivesse cuidado para não defender o heliocentrismo. Seja sem saber ou deliberadamente, Simplício, o defensor da visão geocêntrica aristotélica no Diálogo Sobre os Dois Principais Sistemas do Mundo, frequentemente era pego em seus próprios erros e às vezes parecia um tolo. De fato, embora Galileo Galilei afirme no prefácio de seu livro que a personagem recebe o nome de um famoso filósofo aristotélico Simplicius em latim, "Simplicio" em italiano, o nome "Simplicio" em italiano também tem a conotação de "simplório". Essa caracterização de Simplício fez com que o Diálogo Sobre os Dois Principais Sistemas do Mundo parecesse um livro de defesa: um ataque ao geocentrismo aristotélico e uma defesa da teoria copernicana.

A maioria dos historiadores concorda que Galileo Galilei não agiu por malícia e sentiu-se surpreendido pela reação ao seu livro. No entanto, o Papa não levou levianamente o suposto ridículo público, nem a defesa copernicana.

Galileo Galilei havia alienado um de seus maiores e mais poderosos apoiadores, o Papa, e foi convocado a Roma para defender seus escritos em setembro de 1632. Ele finalmente chegou em fevereiro de 1633 e foi apresentado ao inquisidor Vincenzo Maculani para ser acusado. Durante todo o julgamento, Galileo Galilei manteve firmemente que desde 1616 havia cumprido fielmente sua promessa de não sustentar nenhuma das opiniões condenadas, e inicialmente negou até mesmo defendê-las. No entanto, ele foi eventualmente persuadido a admitir que, contrário à sua verdadeira intenção, um leitor de seu Diálogo poderia muito bem ter obtido a impressão de que se destinava a ser uma defesa do copernicanismo. Tendo em vista a negação bastante implausível de Galileo Galilei de que jamais havia defendido ideias copernicanas depois de 1616 ou jamais pretendido defendê-las no Diálogo, seu interrogatório final, em julho de 1633, concluiu com ele sendo ameaçado de tortura se não dissesse a verdade, mas manteve sua negação apesar da ameaça.

A sentença da Inquisição foi proferida em 22 de junho. Consistia em três partes essenciais:

- Galileo Galilei foi considerado "veementemente suspeito de heresia", embora nunca tenha sido formalmente acusado de heresia, livrando-o de enfrentar punição corporal, a saber, por ter sustentado as opiniões de que o Sol permanece imóvel no centro do universo, que a Terra não está em seu centro e se move, e que se pode sustentar e defender uma opinião como provável depois de ter sido declarada contrária às Sagradas Escrituras. Foi-lhe exigido "abjurar, amaldiçoar e detestar" essas opiniões. - Ele foi sentenciado a prisão formal a critério da Inquisição. No dia seguinte, isso foi comutado para prisão domiciliar, sob a qual permaneceu pelo resto de sua vida. - Seu ofensivo Diálogo foi banido; e em uma ação não anunciada no julgamento, a publicação de qualquer de suas obras foi proibida, incluindo qualquer uma que ele pudesse escrever no futuro.

Segundo a lenda popular, depois de renegar sua teoria de que a Terra se movia ao redor do Sol, Galileo Galilei supostamente murmurou a frase rebelde "E no entanto ela se move". Uma pintura da década de 1640 do pintor espanhol Bartolomé Esteban Murillo ou de um artista de sua escola, na qual as palavras estavam ocultas até trabalhos de restauração em 1911, retrata um Galileo Galilei aprisionado aparentemente contemplando as palavras "E pur si muove" escritas na parede de sua masmorra. O relato escrito mais antigo conhecido da lenda data de um século após sua morte, mas Stillman Drake escreve "não há dúvida agora de que as palavras famosas já eram atribuídas a Galileo Galilei antes de sua morte".

Após um período com o amigável Ascanio Piccolomini, o Arcebispo de Siena, Galileo Galilei foi autorizado a retornar à sua villa em Arcetri, perto de Florença, em 1634, onde passou parte de sua vida sob prisão domiciliar. Galileo Galilei foi ordenado a ler os Sete Salmos Penitenciais uma vez por semana durante os três anos seguintes. No entanto, sua filha Maria Celeste o aliviou do fardo depois de garantir permissão eclesiástica para assumir a tarefa ela mesma.

 Retrato, atribuído a Murillo, de Galileo Galilei contemplando as palavras "E pur si muove"

Foi enquanto Galileo Galilei estava sob prisão domiciliar que ele dedicou seu tempo a uma de suas melhores obras, Duas Novas Ciências. Aqui ele resumiu o trabalho que havia feito cerca de quarenta anos antes, sobre as duas ciências agora chamadas cinemática e resistência dos materiais, publicado na Holanda para evitar a censura. Este livro foi altamente elogiado por Albert Einstein. Como resultado deste trabalho, Galileo Galilei é frequentemente chamado de "pai da física moderna". Ele ficou completamente cego em 1638 e sofria de uma hérnia dolorosa e insônia, então foi permitido que viajasse a Florença para aconselhamento médico.

Dava Sobel argumenta que antes do julgamento e sentença de Galileo Galilei por heresia em 1633, o Papa Urbano VIII havia se tornado preocupado com intrigas da corte e problemas de Estado, e começou a temer perseguição ou ameaças à sua própria vida. Neste contexto, Sobel argumenta que o problema de Galileo Galilei foi apresentado ao papa por integrantes da corte e inimigos de Galileo Galilei. Tendo sido acusado de fraqueza na defesa da igreja, Urbano reagiu contra Galileo Galilei por raiva e medo.

Conhecimento de Galileo Galilei na China

Johann Adam Schall von Bell publicou Yuan jing shuo, Explicação do Telescópio, em 1626, em chinês e latim.

Morte

Galileo Galilei continuou a receber visitantes até 1642, quando, após sofrer febre e palpitações cardíacas, faleceu em 8 de janeiro de 1642, aos 77 anos. O Grão-Duque da Toscana, Ferdinando II, desejava sepultá-lo no corpo principal da Basílica de Santa Croce, ao lado dos túmulos de seu pai e outros ancestrais, e erguer um mausoléu de mármore em sua homenagem.

 Túmulo de Galileo, Santa Croce, Florença

Esses planos foram abandonados, porém, após o Papa Urbano VIII e seu sobrinho, o Cardeal Francesco Barberini, protestarem, pois Galileo Galilei havia sido condenado pela Igreja Católica por "veemente suspeita de heresia". Ele foi, em vez disso, sepultado em uma pequena sala ao lado da capela dos noviços, no final de um corredor que leva do transepto sul da basílica à sacristia. Foi re-sepultado no corpo principal da basílica em 1737, após a construção de um monumento em sua homenagem; durante essa transferência, três dedos e um dente foram removidos de seus restos mortais. Esses dedos estão atualmente em exibição no Museo Galileo, em Florença, Itália.

Contribuições científicas

### Métodos científicos

Galileo Galilei fez contribuições originais à ciência do movimento por meio de uma combinação inovadora de experimento e matemática. Mais típicos da ciência da época eram os estudos qualitativos de William Gilbert sobre magnetismo e eletricidade. O pai de Galileo Galilei, Vincenzo Galilei, laudista e teórico musical, havia realizado experimentos estabelecendo talvez a mais antiga relação não linear conhecida na física: para uma corda esticada, a altura do som varia conforme a raiz quadrada da tensão. Essas observações se inseriam na estrutura da tradição pitagórica da música, bem conhecida dos fabricantes de instrumentos, que incluía o fato de que subdividir uma corda por um número inteiro produz uma escala harmoniosa. Assim, uma quantidade limitada de matemática já relacionava há muito tempo música e ciência física, e o jovem Galileo Galilei pôde ver as observações de seu próprio pai expandirem essa tradição.

 Dedo médio da mão direita de Galileo

Galileo Galilei foi um dos primeiros pensadores modernos a afirmar claramente que as leis da natureza são matemáticas. Em O Ensaiador, ele escreveu: "A filosofia está escrita neste grandioso livro, o universo... Está escrita na linguagem da matemática, e seus caracteres são triângulos, círculos e outras figuras geométricas;...". Suas análises matemáticas representam um desenvolvimento adicional de uma tradição empregada pelos filósofos naturais escolásticos tardios, que Galileo Galilei aprendeu quando estudou filosofia. Seu trabalho marcou mais um passo rumo à eventual separação da ciência da filosofia e da religião; um desenvolvimento fundamental no pensamento humano. Ele frequentemente se dispunha a mudar suas opiniões de acordo com a observação. Para realizar seus experimentos, Galileo Galilei teve de estabelecer padrões de comprimento e tempo, de modo que medições feitas em dias diferentes e em laboratórios diferentes pudessem ser comparadas de forma reproduzível. Isso forneceu uma base confiável sobre a qual confirmar leis matemáticas usando raciocínio indutivo.

Galileo Galilei demonstrou uma apreciação moderna da relação adequada entre matemática, física teórica e física experimental. Ele compreendeu a parábola, tanto em termos de seções cônicas quanto em termos da ordenada y variando conforme o quadrado da abscissa x. Galileo Galilei afirmou ainda que a parábola era a trajetória teoricamente ideal de um projétil uniformemente acelerado na ausência de resistência do ar ou outras perturbações. Ele admitiu que há limites para a validade dessa teoria, observando por fundamentos teóricos que a trajetória de um projétil de tamanho comparável ao da Terra não poderia possivelmente ser uma parábola, mas, mesmo assim, sustentou que para distâncias até o alcance da artilharia de sua época, o desvio da trajetória de um projétil em relação a uma parábola seria apenas muito leve.

### Astronomia

Na observação de 1604 por Galileo Galilei da Supernova de Kepler e sua conclusão de que se tratava de um grupo de estrelas distantes, Galileo Galilei refutou a noção aristotélica da imutabilidade dos céus.

 Galileo mostrando ao Doge de Veneza como usar o telescópio (afresco de Giuseppe Bertini)

Usando seu telescópio refrator, Galileo Galilei observou no final de 1609 que a superfície da Lua não é lisa. No início do ano seguinte, observou as quatro maiores luas de Júpiter. Mais tarde, em 1610, observou as fases de Vênus — uma prova do heliocentrismo — bem como Saturno, embora pensasse que os anéis do planeta fossem dois outros planetas. Em 1612, observou Netuno e notou seu movimento, mas não o identificou como um planeta.

Galileo Galilei realizou estudos sobre manchas solares, a Via Láctea, e fez várias observações sobre estrelas, incluindo como medir seu tamanho aparente sem um telescópio.

### Engenharia

Galileo Galilei fez uma série de contribuições ao que hoje é conhecido como engenharia, distinto da física pura. Entre 1595 e 1598, Galileo Galilei concebeu e aperfeiçoou uma bússola geométrica e militar adequada para uso por artilheiros e agrimensores. Isso expandiu instrumentos anteriores projetados por Niccolò Tartaglia e Guidobaldo del Monte. Para artilheiros, oferecia, além de uma forma nova e mais segura de elevar canhões com precisão, uma maneira de calcular rapidamente a carga de pólvora para balas de canhão de diferentes tamanhos e materiais. Como instrumento geométrico, permitia a construção de qualquer polígono regular, o cálculo da área de qualquer polígono ou setor circular, e uma variedade de outros cálculos. Sob a direção de Galileo Galilei, o fabricante de instrumentos Marc'Antonio Mazzoleni produziu mais de 100 dessas bússolas, que Galileo Galilei vendia junto com um manual de instruções que escreveu por 50 liras e oferecia um curso de instrução no uso das bússolas por 120 liras.  Bússola geométrica e militar de Galileo Galilei, que se acredita ter sido fabricada por volta de 1604 por seu fabricante de instrumentos pessoal Marc'Antonio Mazzoleni

Em 1593, Galileo Galilei construiu um termômetro, utilizando a expansão e contração do ar em um bulbo para movimentar água em um tubo anexo.

Em 1609, Galileo Galilei estava, junto com o inglês Thomas Harriot e outros, entre os primeiros a usar um telescópio refrator como instrumento para observar estrelas, planetas ou luas. O nome "telescópio" foi cunhado para o instrumento de Galileo Galilei por um matemático grego, Giovanni Demisiani, em um banquete realizado em 1611 pelo príncipe Federico Cesi para tornar Galileo Galilei membro de sua Accademia dei Lincei. Em 1610, ele usou um telescópio a curta distância para ampliar as partes de insetos. Em 1624, Galileo Galilei já havia usado um microscópio composto. Ele presenteou um desses instrumentos ao cardeal Zollern em maio daquele ano para apresentação ao duque da Baviera e, em setembro, enviou outro ao príncipe Cesi. Os linceanos desempenharam novamente um papel na nomeação do "microscópio" um ano depois, quando o colega membro da academia Giovanni Faber cunhou a palavra para a invenção de Galileo Galilei a partir das palavras gregas μικρόν micron, que significa "pequeno", e σκοπεῖν skopein, que significa "observar". A palavra foi criada para ser análoga a "telescópio". Ilustrações de insetos feitas usando um dos microscópios de Galileo Galilei e publicadas em 1625 parecem ter sido a primeira documentação clara do uso de um microscópio composto.

Em 1612, tendo determinado os períodos orbitais dos satélites de Júpiter, Galileo Galilei propôs que, com conhecimento suficientemente preciso de suas órbitas, seria possível usar suas posições como um relógio universal, e isso tornaria possível a determinação da longitude. Ele trabalhou nesse problema de tempos em tempos durante o restante de sua vida, mas os problemas práticos eram severos. O método foi aplicado com sucesso pela primeira vez por Giovanni Domenico Cassini em 1681 e foi posteriormente usado extensivamente para grandes levantamentos topográficos; esse método, por exemplo, foi usado para mapear a França e, mais tarde, por Zebulon Pike no meio-oeste dos Estados Unidos em 1806. Para navegação marítima, onde observações telescópicas delicadas eram mais difíceis, o problema da longitude eventualmente exigiu o desenvolvimento de um cronômetro marinho portátil prático, como o de John Harrison. No fim de sua vida, quando totalmente cego, Galileo Galilei projetou um mecanismo de escape para um relógio de pêndulo chamado escape de Galileo Galilei, embora nenhum relógio usando isso tenha sido construído até depois que o primeiro relógio de pêndulo totalmente operacional foi feito por Christiaan Huygens na década de 1650.

 Uma réplica do telescópio mais antigo sobrevivente atribuído a Galileo Galilei, em exibição no Griffith Observatory

Galileo Galilei foi convidado em várias ocasiões para aconselhar sobre projetos de engenharia para aliviar inundações de rios. Em 1630, Mario Guiducci provavelmente foi fundamental para garantir que ele fosse consultado sobre um projeto de Bartolotti para abrir um novo canal para o rio Bisenzio próximo a Florença.

### Física

O trabalho teórico e experimental de Galileo Galilei sobre os movimentos dos corpos, juntamente com o trabalho amplamente independente de Kepler e René Descartes, foi um precursor da mecânica clássica desenvolvida por Sir Isaac Newton. Galileo Galilei conduziu vários experimentos com pêndulos. Acredita-se popularmente, graças à biografia de Vincenzo Viviani, que esses experimentos começaram ao observar as oscilações do lustre de bronze na catedral de Pisa, usando seu pulso como cronômetro. Experimentos posteriores são descritos em suas Duas Novas Ciências. Galileo Galilei afirmou que um pêndulo simples é isócrono, ou seja, que suas oscilações sempre levam a mesma quantidade de tempo, independentemente da amplitude. Na verdade, isso é apenas aproximadamente verdadeiro, como foi descoberto por Christiaan Huygens. Galileo Galilei também descobriu que o quadrado do período varia diretamente com o comprimento do pêndulo. O filho de Galileo Galilei, Vincenzo, esboçou um relógio baseado nas teorias de seu pai em 1642. O relógio nunca foi construído e, por causa das grandes oscilações exigidas por seu escape de verga, teria sido um cronômetro impreciso.

 Galileo e Viviani, 1892, Tito Lessi

Galileo Galilei é menos conhecido por, ainda assim creditado como, ser um dos primeiros a compreender a frequência sonora. Ao raspar um cinzel em diferentes velocidades, ele relacionou a altura do som produzido ao espaçamento dos saltos do cinzel, uma medida de frequência. Em 1638, Galileo Galilei descreveu um método experimental para medir a velocidade da luz, organizando que dois observadores, cada um tendo lanternas equipadas com obturadores, observassem as lanternas um do outro a certa distância. O primeiro observador abre o obturador de sua lanterna e, o segundo, ao ver a luz, imediatamente abre o obturador de sua própria lanterna. O tempo entre a abertura do obturador pelo primeiro observador e a visualização da luz da lanterna do segundo observador indica o tempo que a luz leva para percorrer o trajeto de ida e volta entre os dois observadores. Galileo Galilei relatou que, quando tentou isso a uma distância inferior a uma milha, não conseguiu determinar se a luz apareceu instantaneamente ou não. Em algum momento entre a morte de Galileo Galilei e 1667, os membros da florentina Accademia del Cimento repetiram o experimento em uma distância de cerca de uma milha e obtiveram um resultado igualmente inconclusivo. Sabemos agora que a velocidade da luz é rápida demais para ser medida por tais métodos com operadores humanos de obturadores na Terra.

Galileo Galilei apresentou o princípio básico da relatividade, de que as leis da física são as mesmas em qualquer sistema que esteja se movendo a uma velocidade constante em linha reta, independentemente de sua velocidade ou direção específica. Portanto, não existe movimento absoluto ou repouso absoluto. Este princípio forneceu a estrutura básica para as leis do movimento de Newton e é central para a teoria especial da relatividade de Einstein.

#### Corpos em queda Uma biografia escrita por Vincenzo Viviani, pupilo de Galileo Galilei, afirmou que Galileo havia deixado cair bolas do mesmo material, mas de massas diferentes, da Torre de Pisa para demonstrar que o tempo de queda era independente da massa. Isso contrariava o que Aristóteles havia ensinado: que objetos pesados caem mais rápido que os leves, em proporção direta ao peso. Embora essa história tenha sido recontada em relatos populares, não há nenhum registro do próprio Galileo sobre tal experimento, e é geralmente aceito pelos historiadores que foi, no máximo, um experimento mental que nunca ocorreu de fato. Uma exceção é Drake, que argumenta que o experimento realmente aconteceu, mais ou menos como Viviani o descreveu. O experimento descrito foi de fato realizado por Simon Stevin, comumente conhecido como Stevinus, e Jan Cornets de Groot, embora o edifício utilizado tenha sido na verdade a torre da igreja em Delft, em 1586. No entanto, a maioria de seus experimentos com corpos em queda foi realizada usando planos inclinados, onde tanto as questões de tempo quanto a resistência do ar eram muito reduzidas. De qualquer forma, observações de que objetos de tamanhos semelhantes, mas de pesos diferentes, caíam na mesma velocidade estão documentadas em obras tão antigas quanto as de John Philoponus no século VI e das quais Galileo tinha conhecimento.

Em seu Discorsi de 1638, o personagem Salviati de Galileo, amplamente considerado como seu porta-voz, sustentou que todos os pesos desiguais cairiam com a mesma velocidade finita em um vácuo. Mas isso havia sido proposto anteriormente por Lucrécio e Simon Stevin. O Salviati de Cristiano Banti também sustentou que isso poderia ser demonstrado experimentalmente pela comparação de movimentos pendulares no ar com pesos de chumbo e de cortiça que tinham pesos diferentes, mas que eram similares em outros aspectos.

Galileo propôs que um corpo em queda cairia com aceleração uniforme, desde que a resistência do meio através do qual estivesse caindo permanecesse desprezível, ou no caso limite de sua queda através de um vácuo. Ele também derivou a lei cinemática correta para a distância percorrida durante uma aceleração uniforme partindo do repouso — ou seja, que ela é proporcional ao quadrado do tempo decorrido d ∝ t 2. Antes de Galileo, Nicole Oresme, no século XIV, havia derivado a lei do tempo ao quadrado para mudança uniformemente acelerada, e Domingo de Soto havia sugerido no século XVI que corpos caindo através de um meio homogêneo seriam uniformemente acelerados. Soto, entretanto, não antecipou muitas das qualificações e refinamentos contidos na teoria de Galileo sobre corpos em queda. Ele não reconheceu, por exemplo, como Galileo o fez, que um corpo cairia com aceleração estritamente uniforme apenas em um vácuo, e que de outra forma eventualmente alcançaria uma velocidade terminal uniforme. Galileo expressou a lei do tempo ao quadrado usando construções geométricas e palavras matematicamente precisas, aderindo aos padrões da época. Coube a outros reexpressar a lei em termos algébricos.

Ele também concluiu que objetos retêm sua velocidade na ausência de quaisquer impedimentos ao seu movimento, contradizendo assim a hipótese aristotélica geralmente aceita de que um corpo só poderia permanecer em movimento dito "violento", "antinatural" ou "forçado" enquanto um agente de mudança — o "motor" — continuasse a agir sobre ele. Ideias filosóficas relacionadas à inércia haviam sido propostas por John Philoponus e Jean Buridan. Galileo afirmou: "Imagine qualquer partícula projetada ao longo de um plano horizontal sem atrito; então sabemos, pelo que foi explicado mais completamente nas páginas anteriores, que essa partícula se moverá ao longo desse mesmo plano com um movimento que é uniforme e perpétuo, desde que o plano não tenha limites". Isso foi incorporado na primeira lei do movimento de Newton, exceto pela direção do movimento: a de Newton é reta, a de Galileo é circular — por exemplo, o movimento dos planetas ao redor do Sol, que segundo ele, e diferentemente de Newton, ocorre na ausência de gravidade.

### Matemática

Embora a aplicação da matemática de Galileo à física experimental tenha sido inovadora, seus métodos matemáticos eram os padrões da época, incluindo dezenas de exemplos de um método de proporção inversa de raiz quadrada transmitido por Fibonacci e Arquimedes. A análise e as provas dependiam fortemente da teoria eudoxiana de proporção, conforme estabelecida no quinto livro dos Elementos de Euclides. Essa teoria havia se tornado disponível apenas um século antes, graças a traduções precisas de Tartaglia e outros; mas no final da vida de Galileo, estava sendo suplantada pelos métodos algébricos de Descartes.

O conceito agora chamado de paradoxo de Galileo não foi original dele. Sua solução proposta, de que números infinitos não podem ser comparados, não é mais considerada útil.

Legado

### Reavaliações posteriores da Igreja

O caso Galileo foi amplamente esquecido após a morte de Galileo, e a controvérsia diminuiu. A proibição da Inquisição de reimprimir as obras de Galileo foi suspensa em 1718, quando foi concedida permissão para publicar uma edição de suas obras excluindo o condenado Diálogo em Florença. Em 1741, o Papa Bento XIV autorizou a publicação de uma edição das obras científicas completas de Galileo, que incluía uma versão levemente censurada do Diálogo. Em 1758, a proibição geral contra obras que defendiam o heliocentrismo foi removida do Índice de livros proibidos, embora a proibição específica de versões não censuradas do Diálogo e do De Revolutionibus de Copérnico permanecesse. Todos os vestígios de oposição oficial ao heliocentrismo por parte da igreja desapareceram em 1835, quando essas obras foram finalmente retiradas do Índice. O interesse pelo caso Galileu foi reavivado no início do século XIX, quando polemistas protestantes o utilizaram junto com outros eventos como a Inquisição Espanhola e o mito da Terra plana para atacar o catolicismo romano. O interesse nele tem oscilado desde então. Em 1939, o Papa Pio XII, em seu primeiro discurso à Academia Pontifícia de Ciências, poucos meses após sua eleição ao papado, descreveu Galileo Galilei como estando entre os "mais audaciosos heróis da pesquisa... sem medo dos obstáculos e dos riscos no caminho, nem temerosos dos monumentos funerários". Seu conselheiro próximo por 40 anos, Professor Robert Leiber, escreveu: "Pio XII era muito cuidadoso para não fechar quaisquer portas à ciência prematuramente. Ele era enérgico neste ponto e lamentava que no caso de Galileu."

Em 15 de fevereiro de 1990, em um discurso proferido na Universidade Sapienza de Roma, o Cardeal Ratzinger mais tarde Papa Bento XVI citou algumas visões atuais sobre o caso Galileu como formando o que ele chamou de "um caso sintomático que nos permite ver quão profunda vai hoje a autodúvida da era moderna, da ciência e da tecnologia". Algumas das visões que ele citou eram as do filósofo Paul Feyerabend, a quem ele citou dizendo: "A Igreja na época de Galileu manteve-se muito mais próxima da razão do que o próprio Galileu, e ela levou em consideração as consequências éticas e sociais do ensinamento de Galileu também. Seu veredicto contra Galileu foi racional e justo e a revisão deste veredicto pode ser justificada apenas com base no que é politicamente oportuno." O Cardeal não indicou claramente se concordava ou discordava das afirmações de Feyerabend. Ele disse, no entanto: "Seria tolo construir uma apologética impulsiva com base em tais visões."

Em 31 de outubro de 1992, o Papa João Paulo II reconheceu que a Igreja havia errado ao condenar Galileu por afirmar que a Terra gira em torno do Sol. "João Paulo disse que os teólogos que condenaram Galileu não reconheceram a distinção formal entre a Bíblia e sua interpretação."

Em março de 2008, o chefe da Academia Pontifícia de Ciências, Nicola Cabibbo, anunciou um plano para honrar Galileu erigindo uma estátua dele dentro dos muros do Vaticano. Em dezembro do mesmo ano, durante eventos para marcar o 400º aniversário das primeiras observações telescópicas de Galileu, o Papa Bento XVI elogiou suas contribuições à astronomia. Um mês depois, no entanto, o chefe do Conselho Pontifício para a Cultura, Gianfranco Ravasi, revelou que o plano de erguer uma estátua de Galileu nos terrenos do Vaticano havia sido suspenso.

Impacto na ciência moderna

Segundo Stephen Hawking, Galileu provavelmente carrega mais responsabilidade pelo nascimento da ciência moderna do que qualquer outra pessoa, e Albert Einstein o chamou de pai da ciência moderna.

 Cúpula da Catedral de Pisa com a "lâmpada de Galileu"

As descobertas astronômicas de Galileu e investigações sobre a teoria copernicana levaram a um legado duradouro que inclui a categorização das quatro grandes luas de Júpiter descobertas por Galileu Io, Europa, Ganimedes e Calisto como as luas galileanas. Outros empreendimentos e princípios científicos são nomeados em homenagem a Galileu, incluindo a espaçonave Galileo, a primeira espaçonave a entrar em órbita ao redor de Júpiter, o proposto sistema de navegação por satélite global Galileo, a transformação entre sistemas inerciais na mecânica clássica denominada transformação galileana e a unidade Gal, às vezes conhecida como Galileo, que é uma unidade não-SI de aceleração.

Parcialmente porque o ano de 2009 foi o quarto centenário das primeiras observações astronômicas registradas de Galileu com o telescópio, as Nações Unidas o programaram para ser o Ano Internacional da Astronomia. Um esquema global foi estabelecido pela União Astronômica Internacional IAU, também endossado pela UNESCO—o órgão da ONU responsável por assuntos educacionais, científicos e culturais. O Ano Internacional da Astronomia 2009 pretendia ser uma celebração global da astronomia e suas contribuições para a sociedade e cultura, estimulando o interesse mundial não apenas na astronomia, mas na ciência em geral, com uma inclinação particular em direção aos jovens.

O planeta Galileo e o asteroide 697 Galilea são nomeados em sua homenagem.

Na mídia artística e popular

Galileu é mencionado várias vezes na seção "ópera" da canção do Queen, "Bohemian Rhapsody". Ele aparece de forma proeminente na canção "Galileo" interpretada pelas Indigo Girls e "Galileo" de Amy Grant em seu álbum Heart in Motion.

Peças do século XX foram escritas sobre a vida de Galileu, incluindo Life of Galileo 1943 do dramaturgo alemão Bertolt Brecht, com uma adaptação cinematográfica 1975 dela, e Lamp at Midnight 1947 de Barrie Stavis, bem como a peça de 2008 "Galileo Galilei".

Kim Stanley Robinson escreveu um romance de ficção científica intitulado Galileo's Dream 2009, no qual Galileu é trazido para o futuro para ajudar a resolver uma crise de filosofia científica; a história se move para frente e para trás entre o próprio tempo de Galileu e um hipotético futuro distante e contém uma grande quantidade de informações biográficas.

Galileo Galilei foi recentemente selecionado como motivo principal para uma moeda de colecionador de alto valor: a moeda comemorativa de €25 do Ano Internacional da Astronomia, cunhada em 2009. Esta moeda também comemora o 400º aniversário da invenção do telescópio de Galileu. O anverso mostra uma porção de seu retrato e seu telescópio. O fundo mostra um de seus primeiros desenhos da superfície da lua. No anel de prata, outros telescópios são retratados: o Isaac Newton Telescope, o observatório na Abadia de Kremsmünster, um telescópio moderno, um radiotelescópio e um telescópio espacial. Em 2009, o Galileoscope também foi lançado. Este é um telescópio educacional de 2 polegadas 51 mm produzido em massa e de baixo custo com qualidade relativamente alta.

Escritos

As obras iniciais de Galileo Galilei descrevendo instrumentos científicos incluem o tratado de 1586 intitulado A Pequena Balança La Billancetta descrevendo uma balança precisa para pesar objetos no ar ou na água e o manual impresso de 1606 Le Operazioni del Compasso Geometrico et Militare sobre a operação de um compasso geométrico e militar.

 Estátua em frente à Uffizi, Florença

Suas obras iniciais sobre dinâmica, a ciência do movimento e da mecânica foram sua Pisana De Motu Sobre o Movimento de cerca de 1590 e sua Paduana Le Meccaniche Mecânica de cerca de 1600. A primeira era baseada na dinâmica de fluidos aristotélica-arquimediana e sustentava que a velocidade da queda gravitacional em um meio fluido era proporcional ao excesso do peso específico de um corpo sobre o do meio, de modo que, no vácuo, os corpos cairiam com velocidades proporcionais aos seus pesos específicos. Também subscrevia à dinâmica do ímpeto filoponiana, na qual o ímpeto se autodissipa e a queda livre no vácuo teria uma velocidade terminal essencial de acordo com o peso específico após um período inicial de aceleração.

O Mensageiro das Estrelas Sidereus Nuncius de Galileo Galilei de 1610 foi o primeiro tratado científico a ser publicado com base em observações feitas através de um telescópio. Relatou suas descobertas de:

- as luas galileanas - a rugosidade da superfície da Lua - a existência de um grande número de estrelas invisíveis a olho nu, particularmente aquelas responsáveis pela aparência da Via Láctea - diferenças entre as aparências dos planetas e das estrelas fixas—os primeiros aparecendo como pequenos discos, enquanto as últimas apareciam como pontos de luz não ampliados

Galileo Galilei publicou uma descrição das manchas solares em 1613 intitulada Cartas sobre as Manchas Solares sugerindo que o Sol e os céus são corruptíveis. As Cartas sobre as Manchas Solares também relataram suas observações telescópicas de 1610 do conjunto completo de fases de Vênus, e sua descoberta dos intrigantes "apêndices" de Saturno e seu desaparecimento subsequente ainda mais intrigante. Em 1615, Galileo Galilei preparou um manuscrito conhecido como a "Carta à Grã-Duquesa Christina" que não foi publicado em forma impressa até 1636. Esta carta era uma versão revisada da Carta a Castelli, que foi denunciada pela Inquisição como uma incursão sobre a teologia ao defender o copernicanismo tanto como fisicamente verdadeiro quanto como consistente com as Escrituras. Em 1616, após a ordem da Inquisição para Galileo Galilei não sustentar ou defender a posição copernicana, Galileo Galilei escreveu o "Discurso sobre as Marés" Discorso sul flusso e il reflusso del mare baseado na terra copernicana, na forma de uma carta privada ao Cardeal Orsini. Em 1619, Mario Guiducci, um pupilo de Galileo Galilei, publicou uma palestra escrita em grande parte por Galileo Galilei sob o título Discurso sobre os Cometas Discorso Delle Comete, argumentando contra a interpretação jesuíta dos cometas.

Em 1623, Galileo Galilei publicou O Ensaiador—Il Saggiatore, que atacava teorias baseadas na autoridade de Aristóteles e promovia a experimentação e a formulação matemática de ideias científicas. O livro foi altamente bem-sucedido e até encontrou apoio entre os escalões superiores da igreja cristã. Após o sucesso de O Ensaiador, Galileo Galilei publicou o Diálogo Sobre os Dois Principais Sistemas do Mundo Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo em 1632. Apesar de tomar cuidado para aderir às instruções de 1616 da Inquisição, as alegações no livro favorecendo a teoria copernicana e um modelo não geocêntrico do sistema solar levaram Galileo Galilei a ser julgado e a publicação proibida. Apesar da proibição de publicação, Galileo Galilei publicou seus Discursos e Demonstrações Matemáticas Relativas a Duas Novas Ciências Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze em 1638 na Holanda, fora da jurisdição da Inquisição.

### Obras escritas publicadas

As principais obras escritas de Galileo Galilei são as seguintes:

- A Pequena Balança 1586; em italiano: La Bilancetta - Sobre o Movimento c. 1590; em latim: De Motu Antiquiora - Mecânica c. 1600; em italiano: Le mecaniche - As Operações do Compasso Geométrico e Militar 1606; em italiano: Le operazioni del compasso geometrico et militare - O Mensageiro das Estrelas 1610; em latim: Sidereus Nuncius - Discurso sobre os Corpos Flutuantes 1612; em italiano: Discorso intorno alle cose che stanno in su l'acqua, o che in quella si muovono, "Discurso sobre Corpos que Permanecem sobre a Água, ou se Movem Nela" - História e Demonstração sobre as Manchas Solares 1613; em italiano: Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari; obra baseada nas Três Cartas sobre as Manchas Solares, Tre lettere sulle macchie solari, 1612 - "Carta à Grã-Duquesa Christina" 1615; publicada em 1636 - "Discurso sobre as Marés" 1616; em italiano: Discorso del flusso e reflusso del mare - Discurso sobre os Cometas 1619; em italiano: Discorso delle Comete - O Ensaiador 1623; em italiano: Il Saggiatore - Diálogo Sobre os Dois Principais Sistemas do Mundo 1632; em italiano: Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo - Discursos e Demonstrações Matemáticas Relativas a Duas Novas Ciências 1638; em italiano: Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze