Galileo Galilei


Galileo nasceu no dia 18 de fevereiro de 1564 em Pisa, Itália, e morreu no dia 8 de janeiro de 1642 em Arcetri.

A imagem ao lado, é uma pintura de Galileo feita por Domenico Robusti, filho do grande pintor Tintoretto, em 1605-1607, quando Galileo tinha cerca de 42 anos e vivia em Pádua.

Pela sua maneira de ver a ciência e pelos trabalhos apresentados Galileo é considerado por vários historiadores como o primeiro "cientista moderno".

Foi Galileo que argumentou que a matemática, ao invés de ser uma perfeição, é a verdadeira linguagem da ciência.

As idéias de Copernicus, lançadas em 1543, permaneciam como teoria. Elas ainda não haviam feito qualquer estrago na aceitação ortodoxa da teoria de Ptolomeu. Os mais importantes astrônomos da época já estavam convencidos do valor da teoria de Copernicus mas discutiam e desenvolviam o tema em privacidade. A instituição igreja, guardiã da verdade, vigiava atentamente qualquer tentativa de debate público sobre esses temas.

Esta situação mudaria abruptamente em 1610 quando Galileo descobriu uma firme prova das teses de Copernicus.


Galileo e o telescópio

Na época de Galileo as lentes de vidro já eram conhecidas há cerca de 300 anos. A data e o local de sua origem não são claros mas elas eram usadas por fabricantes de óculos para corrigir defeitos da visão humana. É bom lembrar que os ópticos daquela época não tinham a menor idéia dos princípios físicos que poderiam justificar o funcionamento de seus "vidros" e, consequentemente, a construção de óculos era feita de um modo puramente experimental.

No verão de 1609, um mensageiro que retornava a Veneza vindo da Holanda contou a um professor de matemática da cidade de Padua, Galileo Galilei, que um holandês havia inventado recentemente um aparelho que fazia objetos distantes ficarem mais próximos.

Galileo imediatamente construiu um telescópio para ele mesmo testar o seu princípio. Ele chamou seu primeiro telescópio de "perspicillium". Já em 1609 Galileo usou-o, pela primeira vez, para estudar os céus. A imagem a esquerda mostra dois dos telescópios construidos por Galileo em uma montagem que inclui uma lente objetiva quebrada.



A imagem da direita mostra a lente do maior telescópio feito por Galileo e que foi acidentalmente quebrada por ele. Galileo montou a lente no centro deste quadro de marfim.

Astutamente, Galileo construiu uma versão muito melhorada do telescópio e a ofertou ao Doge de Veneza, Itália. Padua era governada por Veneza e o senado veneziano, muito impressionado, dobrou o salário de Galileo, confirmando-o em seu posto para toda a vida.
Agora, com uma situação financeira bem definida, Galileo se estabeleceu em Padua e passou a fazer uso sério do novo instrumento apontando-a para o céu noturno.

Em um ano Galileo melhorou tanto seu telescópio que agora tinha à sua disposição um instrumento capaz de aumentar 30 vezes. Usando estes telescópios que ele mesmo projetava e construia, Galileo, durante o ano de 1610, fez algumas surpreendentes descobertas astronômicas, algumas delas com enormes consequências filosóficas.

Uma das mais importantes consequências de suas observações foi o fato de Galileo ter notado que para qualquer parte do céu que ele olhasse com o seu telescópio ele via mais e mais estrelas. Isto refutava a idéia de Aristóteles de que o céu continha somente um certo número de estrelas e que este número conhecido não poderia ser mudado.


O "Siderius Nuncius"

No dia 12 de março de 1610 Galileo publicou um relatório geral de suas observações. O texto tinha o título "Siderius Nuncius" (O Mensageiro Sideral) onde ele descrevia suas primeiras descobertas com o telescópio.

A página título do Siderius Nuncius de Galileo anuncia ele mesmo como um florentino que ensina em Padua e que recentemente usou um "perpicillium" para examinar a Lua, as estrelas fixas, e a Via Láctea e descobrir as quatro "estrelas Mediceanas" ("Medicea Sidera") que se movem em torno de Júpiter com "surpreendente velocidade".

Esse livro trouxe fama imediata para Galileo. Sua publicação fez com que Galileo conseguisse o trabalho que ele procurava na corte do grão-duque Cosimo II de Medice, em Florença (imagem a direita). Ele foi até mesmo bem recebido em 1611 na Roma papal.

Como haviam quatro irmãos Medice, Galileo considerou chamar os quatro satélites de Júpiter que ele havia revelado de "Estrelas Mediceanas". No entanto, ele achou que isto poderia diminuir o impacto sobre Cosimo, o mais poderoso e mais velho dos quatro irmãos Medice. Galileo decidiu então chamar os satélites de Júpiter de "Estrelas Cosmicanas" numa alusão a Cosimo. O secretário do duque Cosimo logo alertou Galileo que este nome parecia demais com "Estrelas Cósmicas", o que faria a homenagem perder o sentido. Galileo dirigiu-se à gráfica onde o Siderius Nuncius estava sendo impresso e colocou uma pequena fita sobre o texto original, mudando-o para "Estrelas Mediceanas".



Entre as descobertas reveladas por Galileo no Siderius Nuncius estavam as crateras e montanhas na Lua. A partir desta revelação, Galileo notou que a Terra não era tão diferente dos objetos celestes.

A descoberta de montanhas na Lua mostrava que o nosso satélite era parecido com a Terra e não tinha uma superfície suave e esférica como as idéias de Aristóteles exigiam para os corpos celestiais perfeitos.

A Lua, de modo algum, era o globo etéreo de cristal puro imaginado por Aristóteles.

Este é um dos desenhos da Lua apresentados por Galileo no Siderius Nuncius.









Galileu observa os satélites de Júpiter

Galileo tinha muito cuidado com suas observações e desde o início do uso do telescópio procurou registrar o que estava vendo.

A imagem a esquerda é a representação das estrelas na vizinhança do cinturão e da espada de Orion feita por Galileo e publicada no seu texto "Siderius Nuncius" (O Mensageiro Sideral).

Galileo também descobriu os quatro maiores satélites de Júpiter, agora chamados satélites galileanos, e que são Io, Europa, Calisto e Ganimedes.

Ele notou que o comportamento orbital desses pequenos objetos era aquele previsto anteriormente por Copérnico.

A imagem a direita mostra as anotações de Galileo, onde vemos a disposição dos satélites de Júpiter observados por ele com o seu telescópio.

O círculo maior representa Júpiter enquanto que as "estrelas" são os satélites.

Vê-se claramente que estes satélites estão mudando suas posições continuamente próximo ao planeta, o que indica que eles estão girando em torno de Júpiter e não são estrelas situadas no fundo celeste.

Entretanto, a primazia de ter sido o primeiro a ver os quatro maiores satélites de Júpiter é disputada pelo alemão Simon Mayr, conhecido como Simon Marius (1570-1624), que alega ter visto estes objetos em 1605.



À esquerda mostramos uma página das notas observacionais de Galileo sobre os satélites de Júpiter apresentada no texto Siderius Nuncius.

Ainda mais curioso é o fato de que talvez nenhum dos dois tenha sido o primeiro a ver os satélites de Júpiter.

Um antigo registro chinês diz que Kan Te, um astrônomo chinês do século 4 a.C. fez várias observações de Júpiter.

Em um de seus livros Kan Te narra que Júpiter parecia ter "uma pequena estrela avermelhada associada a ele".

Este registro pode indicar que ele estava observando o mais brilhante dos satélites de Júpiter.

Parece que, sob condições de céu muitíssimo especiais, este satélite de Júpiter pode ser visto a olho nú.

Se este registro é verdadeiro, Kan Te pode ter notado a existência deste satélite de Júpiter cerca de 2000 anos antes de Galileo, ou Simon Marius, tê-lo feito com a ajuda de um telescópio.






Galileo e as fases de Vênus

Uma outra observação importante feita por Galileo, e descrita no Siderius Nuncius, diz respeito às fases de Venus.

Galileo notou que Vênus possui fases que podem ser facilmente explicadas:
  • Vênus é um planeta inferior. Planetas inferiores são aqueles que estão mais próximos do Sol do que a Terra, ou seja, são os planetas Mercúrio e Vênus. Por estar tão próximo à Terra e situado mais próximo do Sol, Vênus possui fases do mesmo modo que a Lua.

  • Vênus fica mais próximo da Terra na conjunção inferior do que na conjunção superior. Assim, o tamanho angular de Vênus muda à medida que a distância entre ele e a Terra varia, ficando maior na conjunção inferior e menor na conjunção superior.

  • do mesmo modo que a Lua, Vênus cresce e mingua visto a partir da Terra.

  • quando Vênus está "cheio", nós não podemos vê-lo porque o Sol está no caminho.

  • à medida que Vênus "mingua" a partir da fase "cheia" ele se torna maior porque está se aproximando da Terra.

  • quando ele está mais próximo de nós não podemos vê-lo porque nenhuma luz é refletida na nossa direção.

Como era costume naquela época, no início de dezembro de 1610, Galileo enviou a Giuliano de Medici, irmão do grão-duque Cosimo de Medici, um anagrama contendo uma informação chave sobre as fases de Vênus. No dia do ano novo de 1611, Galileo decifrou o anagrama para Giuliano. O anagrama rearranjado dizia:

Cynthiae figuras aemulatur mater amorum

ou seja
"A mãe dos amores imita as formas de Cynthia"
.
Com esta frase Galileo queria dizer que, tal qual a nossa Lua (Cynthia), Vênus apresentava um conjunto completo de fases.


"Cartas sobre as Manchas Solares"

Galileo continuou a pesquisar os céus e, projetando a imagem do Sol sobre um pedaço de papel, conseguiu observar manchas sobre a superfície do Sol, as chamadas manchas solares.

Isto mostrou a Galileo, e a todos os astrônomos e filósofos, que a superfície do Sol era imperfeita, outro duro golpe contra os defensores da cosmologia de Aristóteles pois acabava com a idéia do Sol perfeito.

Galileo também notou que o movimento aparente das manchas através do disco solar mostrava que o Sol possuia rotação em torno do seu eixo.

Sentindo-se encorajado a ser mais explícito nas suas idéias Galileo publicou em Roma em 1613 seus resultados em um livro chamado Istoria e dimostrazioni intorno alle machie solari que significa "Avaliação e evidência das manchas solares".

Este trabalho estabelece diretamente que o movimento das manchas através do Sol prova que Copernicus está correto e Ptolomeus errado. É um duro golpe, frontal, contra as teorias de Ptolomeus. Foi neste importante texto que Galileo fez, pela primeira vez por escrito, uma declaração de sua crença no modelo de Copérnico. Isso a Igreja não iria aceitar.

A imagem ao lado mostra anotações feitas por Galileo, e apresentadas no seu livro, onde ele assinala manchas sobre a superfície do Sol.


As descobertas de Galileo versus Ptolomeu

Assim como muitos outros cientistas de sua época, Galileo há muito tempo declarava, particularmente, estar convencido de que o sistema heliocêntrico de Copernicus era correto. Para ele a tradicional avaliação do universo feita por Ptolomeu era uma concepção errada e que já havia sido remendada demais por outros cientistas à procura de uma solução para os seus inúmeros problemas. Ele expressa esta visão em uma carta para Kepler em 1597. O que ele agora observa refuta, além de qualquer dúvida científica, as teorias de Polomeu que eram conservadas como relíquias sagradas.

Focalizando seu telescópio em Júpiter, Galileo viu quatro satélites girando em torno desse planeta. Se Júpiter estivesse fixado a uma esfera de cristal, como Ptolomeu afirmava, estes satélites a rachariam. Deste modo, ao contrário do que muitos filósofos pensavam, outros objetos no Sistema Solar também tinham satélites em órbita em torno deles.

Vênus passava por um intervalo inteiro de fases e Saturno possuia anéis, como ele escreveu no Siderius Nuncius.

Ao observar o Sol Galileo viu manchas que, ao longo de um período de tempo, se moviam através de sua superfície. A implicação evidente era que o próprio Sol estava girando, não fixado à sua própria esfera de cristal como Ptolomeus queria.

As observações de Galileo sugeriram que os céus eram tão "imperfeitos" quanto a Terra. Mais ainda, elas o levaram à conclusão de que o modelo de Copérnico do Sistema Solar era preferível ao modelo de Ptolomeus.


As idéias de Galileo e a ciência oficial

Com a publicação do livro Istoria e dimostrazioni intorno alle machie solari e vendo as afirmações ali contidas, os círculos tradicionais se sentiram ultrajados.

Logo depois da chegada de Galileo a Roma, o Santo Ofício decidiu ponderar sobre duas importantes proposições:
  1. que o Sol é o centro do Universo e, consequentemente, não é alterado por qualquer movimento local.

  2. que a Terra não está no centro do Universo nem é sem movimento, mas se move como um todo, e também tem movimento diurno.
No dia 24 de fevereiro de 1616 a primeira proposição foi declarada "formalmente herética" e a segunda "errônea na fé".

Um decreto papal de 1616 colocou Copernicus e sua teoria no índice de material censurado pela igreja. Não só os trabalhos de Copérnico foram censurados, como também o foram todos os outros livros que ensinavam a mesma doutrina. Na verdade o texto "De Revolutionibus" de Copérnico foi apenas censurado e não banido, em parte devido aos argumentos do cardeal Barberini, que mais tarde se tornaria o papa Urbano VIII.

Galileo por ser profundamente religioso e respeitar a Igreja Católica logo tomou providências para seguir as recomendações da Sagrada Congregação do Índice.

A imagem ao lado mostra passagens no texto de Copernicus, pertencente a Galileo, que foram censuradas por seu próprio punho em 1616 em acordo com o que havia sido recomendado pela Sagrada Congregação. Nele vemos que Galileo cortou a última sentença do capítulo 10 do "De Revolutionibus" em que estava escrito: "Tão vasto, sem qualquer dúvida, é a divina obra do mais excelente Todo Poderoso". Galileo também mudou o título do capítulo seguinte de "Sobre a explicação do movimento triplo da Terra" para "Sobre a hipótese do movimento triplo da Terra e sua explicação".



Quanto a Galileo, o cardeal Bellarmino (ao lado) foi instruido pelo papa a adverti-lo a abandonar os pontos de vista censurados.

No dia 26 de fevereiro, na presença do Comissariado Geral do Santo Ofício, o cardeal Bellarmino chamou a atenção de Galileo.










Galileo obteve do cardeal Bellarmino a seguinte declaração:

"Nós, Roberto Cardeal Bellarmino, tendo ouvido que é caluniosamente citado que o Senhor Galileo Galilei em nossas mãos abjurou e também foi punido com saudável penitência por isto; e averiguações terem sido feitas no que diz respeito à verdade, dizemos que o dito senhor Galilei não abjurou qualquer opinião ou doutrina dele em nossas mãos nem naquela de qualquer outra pessoa em Roma, muito menos em qualquer outro lugar, no nosso conhecimento; nem ele recebeu penitência de qualquer tipo; mas somente foi dito a ele a decisão feita por Sua Santidade e publicada pela Sagrada Congregação do Índice, na qual é declarado que a doutrina atribuida a Copernicus, de que a Terra se move em torno do Sol e que o Sol está fixo no centro do Universo sem se mover de leste para oeste, é contrária às Santas Escrituras, e por conseguinte não pode ser defendida ou sustentada."


Galileo foi forçado a se ocupar pelos próximos sete anos com outros estudos. Mas em 1623 uma outra chance foi dada a ele.

Após a eleição do cardeal Barberini à cadeira papal em 1623 como o papa Urbano VIII, Galileo decidiu testar, de novo, a disposição da igreja no que diz respeito à teoria de Copernicus.

Naquele ano ele publicou "O Ensaiador" e o dedicou ao papa Urbano, que, dizem, ficou muito agradecido pela dedicatória.

Então, em abril de 1624, Galileo foi para Roma, tendo sido calorosamente acolhido pelo papa. Embora seus apelos para que o decreto de 1616 fosse revogado tivessem sido recebidos com evasivas, Galileo ficou com a impressão de que o debate sobre a teoria de Copernicus não teria oposição.

O Papa Urbano VIII deu permissão para que Galileo comparasse os sistemas de Copernicus e Ptolomeus. No entanto, o Papa estabeleceu uma condição: nenhuma conclusão deveria ser alcançada quanto a verdade de qualquer uma das teorias uma vez que somente Deus sabe como ele criou o universo.

Assim, em 1624 Galileo começou o seu grande livro, Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo ("Diálogo sobre os dois principais sistemas de mundos"), que originalmente seria chamado de "Diálogo sobre o fluxo e refluxo das marés". O trabalho recebeu o novo nome por exigência dos censores uma vez que era bem conhecida a insistência de Galileo de que a sua teoria das marés fornecia uma prova conclusiva da teoria heliocêntrica.

O "Diálogo" foi terminado em 1630 e depois de muito atraso, causado por pressões exercidas pelos inimigos de Galileo, foi relutantemente dado a ele o "imprimatur" da igreja.

O livro, escrito em italiano, foi publicado em Florença em fevereiro de 1632. Seu nome era

Dialogo di Galileo Galilei Linceo



Este é o frontispício do "Diálogos Relativos ao Sistema de Dois Mundos" de Galileo, publicado em 1632, que fez ele ser levado perante a Inquisição uma vez que ele tinha sido avisado em 1616 a não ensinar a teoria de Copernicus. De acordo com as indicações, Copernicus está a direita com Aristoteles e Ptolomeus está à esquerda. Entretanto, Copernicus foi desenhado com o rosto de Galileo.

Embora Galileu use de subterfúgios no capítulo final de seu livro, como era de se esperar, o peso dos argumentos apresentados por ele torna a conclusão científica indiscutível: Copernicus estava certo.

Ocorre que as idéias de Galileo estavam em contradição direta com a visão do mundo ensinada pela igreja católica.

O papa Urbano ficou furioso após ser convencido por seus auxiliares de que Galileo não somente advogava a teoria de Copernicus contra a de Ptolomeus mas também o tinha enganado ao não informá-lo da existência de uma proibição supostamente enviada a ele pelo Comissariado Geral em 1616.

Além disso, parece que o papa pode ter sido persuadido por adversários de Galileo de que um dos personagens do "Diálogo", chamado Simplício e que era apresentado como um ambulante ligeiramente estúpido, havia sido modelado na personalidade do próprio papa. Se fosse na época de hoje, onde vemos o domínio da estupidez em vários governantes, o papa não levaria isso a sério mas naquela época ele certamente ficou zangado!

Com o livro amplamente aclamado como uma obra prima, e a autoridade de Roma enfraqecida, o papa Urbano VIII reagiu com truculência. Quase imediatamente o livro foi condenado e, em outubro, foi dada a ordem de parar a sua venda e recolher todas as cópias. O Papa ordenou que a Inquisição investigasse Galileo como herege. A imagem ao lado é uma pintura que mostra Galileo perante a Inquisição.

Em 1633 Galileo foi formalmente interrogado durante 18 dias e no dia 30 de abril confessou que sua defesa das teses Copernicanas no livro "Dialogo" tinham sido fortes demais e se ofereceu para refutá-las no seu próximo livro. Mesmo assim, o Papa decidiu que ele deveria ser julgado. Ao lhe serem mostrados os instrumentos de tortura Galileo se retratou. Em uma cerimônia formal da igreja de Santa Maria Sofia Minerva Galileo se arrependeu de seus erros. A Inquisição o condenou, em 1633, à prisão perpétua por ter mantido a heresia Copernicana. Isto tomou a forma de prisão domiciliar em sua casa em Sienna, próxima a Florença onde ele passou os anos restantes de sua vida.

O Livro dos Decretos da Congregação da Inquisição registra o sentenciamento de Galileo em 1633.

16 junho 1633
Galileo Galilei, pelas razões acima, como decretado por sua Santidade, deve ser interrogado no que diz respeito à acusação, mesmo ameaçado com tortura, e se ele o mantém, proceder a uma abjuração do veemente [suspeito de heresia] ante a completa Congregação do Santo Ofício, sentenciado a aprisionamento ao prazer da Santa Congregação, ordenado, tanto na escrita ou falando, a não tratar mais de qualquer maneira da mobilidade da Terra ou a estabilidade do Sol; ou caso contrário ele sofrerá a punição de reincidência. O livro realmente escrito por ele, cujo título é "Dialogo di Galileo Galilei Linceo", deve ser proibido. Além disso, que estas coisas possam ser conhecidas por todos, ele ordenou que cópias da sentença precedente devam ser enviadas a todos os Núncios Apostólicos, a todos os inquisidores contra a depravação herética, e especialmente ao Inquisidor de Florença que deve publicamente ler a sentença para toda a sua congregação e mesmo na presença de tantos quanto aqueles que ensinam matemática e que ele possa reunir.


A abjuração de Galileo aparece na Livro dos Decretos logo em seguida ao seu sentenciamento.

"Eu não mantenho e não mantive esta opinião de Copernicus desde que a ordem foi notificada a mim de que eu devo abandoná-la; no que resta, eu estou aqui em suas mãos - façam comigo o que desejarem."
Sendo mais uma vez ordenado falar a verdade, caso contrário auxílio seria obtido pela tortura:
"Eu estou aqui para submeter-me, e eu não tenho mantido esta opinião desde que a decisão foi pronunciada, como eu declarei."
E uma vez que nada mais poderia ser feito na execução do decreto, sua assinatura foi obtida, e ele foi enviado de volta ao seu lugar.
"Eu, Galileo Galilei, declaro solenemente como acima."


Galileo realizou várias experiências revolucionárias na mecânica e em outros campos da física. Entre as suas realizações na mecânica estão:
  • desenvolvimento do conceito de inércia, mais tarde refinado por Newton.

  • descobriu, entre outras coisas, que os objetos não caiam em taxas diferentes como Aristóteles tinha acreditado. Várias experiências realizadas com corpos em queda livre demonstraram que a "aceleração da gravidade" é independente da massa. No entanto, não há qualquer evidência histórica de que Galileo tenha, realmente, lançado objetos do alto da torre de Pisa. Ao contrário, tudo indica que suas experiências foram conduzidas com um plano inclinado.

  • também deve-se a Galileo a primeira teoria da relatividade, válida para velocidades muito menores do que a velocidade da luz. As transformações nesta teoria são conhecidas como "transformações galileanas" e relacionam as coordenadas espaciais e temporais de dois referenciais que possuem uma velocidade relativa constante.
Em 1638 Galileo ficou totalmente cego e o resto de sua vida foi gasto com estudantes, incluindo Vincenzio Viviani e Evangelista Torricelli, e seu filho Vincenzio além de uma ampla correspondência científica.

A Inquisição impediu Galileo de publicar mas ele continuava a escrever. Seus assistentes salvaram dos censores seu último trabalho, o Discorsi, a culminação das pesquisas de uma vida sobre as leis da mecânica. Publicado em Leiden em 1638 ele se tornou a pedra fundamental sobre a qual as ciências da física, astronomia e cosmologia iriam se erguer.

Galileo morreu em Arcetri (imagem ao lado), próximo a Florença, no dia 9 de janeiro de 1642, e está enterrado na Igreja de Santa Croce, em Roma, próximo à tumba de Michelangelo.

Há uma excelente página (em inglês) sobre a vida e a época de Galileo no site The Galileo Project da Rice University.