Galileot peetakse kõigi aegade üheks suurimaks astronoomiks. Kuid Galileot tuntakse ka arvukate teaduslike leiutiste pärast, mida ta oma elu jooksul tegi.
Nende hulka kuulus tema kuulus teleskoop, aga ka rida seadmeid, millel oleks sügav mõju mõõdistamisele, suurtükiväe kasutamisele, kellade väljatöötamisele ja meteoroloogiale. Galileo lõi neist paljudest oma pere ülalpidamiseks lisaraha teenimiseks. Kuid lõppkokkuvõttes aitaksid need kinnistada tema mainet inimesena, kes vaidlustas sajanditepikkuse varasema mõtteviisi ja tegi teaduse revolutsiooniks.
Hüdrostaatiline tasakaal:
Inspireerituna Archimedese loost ja tema hetkest “Eureka”, hakkas Galileo uurima, kuidas juveliirid kaalusid väärismetalle õhus ja seejärel nihet, et määrata nende erikaal. Aastal 1586, 22-aastaselt, teoreeris ta paremat meetodit, mida ta kirjeldas traktaadis pealkirjaga La Bilancetta (või “väike tasakaal”).
Selles traktis kirjeldas ta täpset kaalu õhus ja vees asuvate asjade kaalumiseks, mille korral käe osa, millele vastukaal riputati, oli mähitud metalltraadiga. Summa, mille võrra vastukaal tuli vees kaalumisel liikuda, sai traadi pöörde arvu loendamise teel väga täpselt kindlaks määrata. Seejuures saaks metalli, näiteks kulla ja hõbeda osakaalu esemes otse välja lugeda.
Galileo pump:
Aastal 1592 määrati Galileo Padova ülikooli matemaatikaprofessoriks ja ta tegi sageli reise Arsenali - sisesadamasse, kus varustati Veneetsia laevu. Arsenal oli sajandeid olnud praktiliste leiutiste ja uuenduste koht ning Galileo kasutas võimalust mehaaniliste seadmete üksikasjalikuks uurimiseks.
Aastal 1593 peeti temaga nõu airide paigutamise eest kambüüsidesse ja ta esitas aruande, milles ta käsitles aeru kangina ja muutis vee õigesti tugikanaliks. Aasta hiljem andis Veneetsia senat talle patendi vee tõstmiseks mõeldud seadme jaoks, mille tööks oli vaja ainult ühte hobust. Sellest sai tänapäevaste pumpade alus.
Mõne jaoks oli Galileo Pump lihtsalt täienduseks Archimedese kruvile, mis töötati välja esmakordselt kolmandal sajandil eKr ja patenteeriti Veneetsia Vabariigis 1567. Siiski on ilmseid tõendeid Galileo leiutise ühendamise kohta Archimedese varasema ja vähem keeruka disainiga.
Pendli kell:
16. sajandil oli Aristoteli füüsika endiselt domineeriv viis Maa lähedal asuvate kehade käitumise selgitamiseks. Näiteks usuti, et rasked kehad otsivad oma loomulikku kohta või puhkust - st asjade keskpunkti. Selle tulemusel ei eksisteerinud vahendeid pendlite käitumise selgitamiseks, kui köie küljest riputatud raske keha kiigutaks edasi-tagasi ega tahaks puhata keskel.
Juba oli Galileo teinud katseid, mis näitasid, et raskemad kehad ei lange kiiremini kui kergemad - see on veel üks Aristoteli teooriaga kooskõlas olev usk. Lisaks näitas ta ka seda, et õhku visatud esemed liiguvad paraboolkaaredes. Sellest lähtuvalt ja oma lummuse tõttu riputatud raskuse edasi-tagasi liikumisega hakkas ta 1588. aastal uurima pendleid.
1602. aastal selgitas ta oma tähelepanekuid sõbrale saadetud kirjas, milles kirjeldas isokroonsuse põhimõtet. Galileo sõnul kinnitas see põhimõte, et pendli pöörlemiseks kuluv aeg ei ole seotud pendli kaarega, vaid pigem pendli pikkusega. Võrreldes kahte sarnase pikkusega pendlit, näitas Galileo, et hoolimata sellest, et neid tõmmatakse erineva pikkusega, liiguvad nad sama kiirusega.
Galileo ühe kaasaegse Vincenzo Viviani sõnul lõi Galileo 1641. aastal koduarestis pendli kella kujunduse. Kahjuks, olles toona pime, ei suutnud ta seda enne surma 1642. aastal lõpule viia. Selle tulemusel avaldas Christiaan Huygensi HorologriumOstsillaatoraastal 1657 tunnistati esimeseks pendli kella ettepanekuks.
Sektor:
Kahurist, mis toodi Euroopasse esmakordselt 1325. aastal, oli Galileo ajal muutunud sõja alustalaks. Olles muutunud keerukamaks ja liikuvamaks, vajasid püssimehed mõõteriistu, mis aitaksid neil tulekahju koordineerida ja arvutada. Sellisena töötas Galileo aastatel 1595–1598 välja ja täiustas geomeetrilist ja sõjalist kompassi, mida kasutada relvade ja maamõõtjate jaoks.
Olemasolevad püssimehe kompassid tuginesid kõrguste määramiseks kahele täisnurga all olevale õlale ja ümmargusele skaalale, millel on nööri joon. Vahepeal olid selle aja jooksul välja töötatud matemaatilised kompassid ehk jagajad projekteeritud nii, et nende jalgadel oleks mitmesuguseid kasulikke skaalasid. Galileo ühendas mõlemad instrumendid, kujundades kompassi või sektori, mille jalgadele oli graveeritud palju kasulikke kaalusid, mida saaks kasutada mitmel otstarbel.
Lisaks uuele ja ohutumale võimalusele püssimeestele oma kahurite täpseks tõstmiseks, pakkus see ka kiiremat viisi vajaliku püssirohu koguse arvutamiseks, lähtudes kahurikuuli suurusest ja materjalist. Geomeetrilise instrumendina võimaldas see luua mis tahes tavalise hulknurga, arvutada mis tahes polügooni või ümmarguse sektori pindala ja teha mitmesuguseid muid arvutusi.
Galileo termomeeter:
16. sajandi lõpus ei olnud teadlastel praktilisi vahendeid kuumuse ja temperatuuri mõõtmiseks. Püüdes seda Veneetsia haritlaskonna silmis parandada, saadi termoskoop - instrument, mis tugines ideele õhu laiendamiseks soojuse olemasolu tõttu.
Ca. 1593 konstrueeris Galileo oma versiooni termoskoobist, mis tugines õhu laienemisele ja kokkutõmbumisele kolvis, et vesi liiguks kinnitatud torus. Aja jooksul töötas ta koos kolleegidega välja numbrilise skaala väljatöötamise, mis mõõdaks soojust torus oleva vee paisumise põhjal.
Ja kuigi kuluks veel üks sajand, enne kui teadlased - näiteks Daniel G. Fahrenheit ja Anders Celsius - hakkasid välja töötama universaalseid temperatuuriskaala, mida saaks sellises seadmes kasutada, oli Galileo termoskoop oluline läbimurre. Lisaks õhu kuumuse mõõtmisele oli see esmakordselt ka kvantitatiivne meteoroloogiline teave.
Galileo teleskoop:
Ehkki Galileo teleskoopi ei leiutanud, parandas ta neid palju. Paljude kuude jooksul 1609. aastal avalikustas ta mitu teleskoobi kavandit, mis ühiselt oleksid tuntud kui Galilea teleskoobid. Esimene, mille ta konstrueeris 1609. aasta juuni-juuli vahel, oli kolme jõuallikaga prilliklaas, mille ta asendas augustiks kaheksa jõuallikaga instrumendiga, mille ta esitas Veneetsia senatile.
Järgmise aasta oktoobriks või novembriks õnnestus tal seda täiustada, luues kahekümne mootoriga teleskoobi - just teleskoobiga, mida ta kasutas Kuu vaatlemiseks, Jupiteri (edaspidi tuntud kui Galilea Kuud) nelja satelliidi avastamiseks, Veenuse faasid ja eraldage nebulaarsed laigud tähtedeks.
Need avastused aitasid Galileol edasi liikuda Koperniku mudelisse, milles väideti sisuliselt, et Päike (ja mitte Maa) oli universumi keskpunkt (aka heliootsentrism). Ta täpsustaks oma disainilahendusi veelgi, luues lõpuks teleskoobi, mis võiks objekte suurendada 30 korda.
Ehkki need teleskoobid olid tänapäevaste standardite järgi alandlikud, olid need Galileo ajal eksisteerinud mudelitega võrreldes tohutu edasiminek. See, et ta suutis need kõik ise konstrueerida, on veel üks põhjus, miks neid peetakse tema kõige muljetavaldavamateks leiutisteks.
Tema loodud instrumentide ja avastuste tõttu, mida nad aitasid teha, tunnustatakse Galileot õigustatult teadusliku revolutsiooni üheks kõige olulisemaks tegelaseks. Tema arvukad teoreetilised panused matemaatika, tehnika ja füüsika valdkondadesse tõid väljakutse ka Aristoteli teooriatele, mida oli sajandeid aktsepteeritud.
Lühidalt, ta oli üks väheseid inimesi, kes teaduse tõe väsimatu jälitamise kaudu muutis igaveseks meie arusaama universumist ja seda reguleerivatest põhiseadustest.
Ajakirjas Space Magazine on artikleid Galileo teleskoobi kohta ja teadlased tahavad Galileo keha ekshumeerida.
Lisateabe saamiseks vaadake Galileo projekti ja Galileo teleskoopi ning dünaamika seadusi.
Astronoomiaosakonnas on osa teleskoobi valimisest ja kasutamisest ning sellest, kuidas ise oma ehitada.
Allikas: NASA
