On vuosi 1633.
68-vuotias filosofi Galileo Galilei vetää takkiaan tiukemmin ympärille tutistessaan vilusta. Jokainen tuulenpuuska tunkee luihin ja ytimiin. Kuume vaikuttaa nousseen rasittavalla matkalla kotikaupungista Firenzestä Roomaan.
Galileo on kutsuttu Roomaan inkvisition kuulusteltavaksi. Paavi on raivoissaan, ja Galileoa epäillään harhaoppisuudesta tuoreimman, Dialogi kahdesta maailmanjärjestyksestä -nimisen, julkaisunsa vuoksi.
Kirkko katsoo, että Galileo puoltaa puolalaisen tähtitieteilijän Nikolaus Kopernikuksen esittämää aurinkokeskistä maailmankuvaa, joka on ristiriidassa vallitsevan käsityksen, maakeskisen maailmankuvan, kanssa.
Nikolaus Kopernikus suhtautui pidättyvästi kirjansa julkaisemiseen. Vasta kun hänen oppilaansa, G. J. Rheticus, oli laatinut hänen järjestelmäänsä puoltavan kirjoituksen, kirja painettiin.
Katolinen kirkko on torjunut näkemyksen, ja Nikolaus Kopernikuksen kirja maailmankaikkeuden rakenteesta on lisätty kiellettyjen kirjojen luetteloon. Galileo on täysin tietoinen asiasta, ja hän pitää sitä hyvin sopimattomana.
Galileo on itse tutkinut taivaankappaleita ja tullut siihen tulokseen, että Kopernikuksen aurinkokeskinen maailmankuva vastaa todellisuutta.
Vastapuolta edustava kirkko on monopolisoinut vallan kertoa totuuden Raamatun pohjalta, ja sen mukaan kaikki kiertää Maata kuin kiinteää keskipistettä.
Ei kuitenkaan voi olla kahta eri totuutta, ja ongelma on ratkaistava.
Galileon mielestä Raamattua pitää tulkita vertauskuvallisesti todisteiden tueksi eikä päinvastoin.
Siinä tapauksessa, että hänet tuomitaan Roomassa, hän on vaarassa joutua elämään loppuelämänsä pimeässä vankiluolassa – tai heittämään henkensä roviolla.
Galileo on kuitenkin valmistautunut pahimpaan. Erimielisyydet juontuvat nimittäin kaukaa Galileo Galilein nuoruudesta.
Kuka Galileo Galilei oli?
Galileo Galilei syntyi 15. helmikuuta 1564 Pisassa Italiassa. Hänen syntymäaikanaan tiede nykyisessä merkityksessä oli vasta lapsenkengissä.
Ilman Galileon havaintoja, kokeita ja julkaisuja käsityksemme tieteestä olisi todennäköisesti kovin erilainen, ja häntä pidetäänkin yleisesti tieteellisen menetelmän isänä.
Galileo oli luonnonfilosofi, tähtitieteilijä ja matemaatikko. Hän muun muassa kehitti eteenpäin kaukoputkea, tarkasteli ensimmäisenä Kuun epätasaisia pinnanmuotoja ja löysi Jupiterin neljä suurinta kuuta.
Lisäksi Galileo oli ensimmäisiä henkilöitä, jotka laskivat ja määrittivät ammusten liikkeitä vapaasti putoavilla kappaleilla tehtyjen kokeiden jälkeen.
Luonnonfilosofia on luonnontieteellinen sateenvarjokäsite. Sillä viitataan entisaikojen tutkimukseen, jota ei voida pitää nykymerkityksessä täysin tieteellisenä.
Galileo opetti 20 vuotta Pisan ja Padovan yliopistoissa, ja vaikka häntä pidetään ensimmäisenä modernin ajan fysiikanopettajana, hän ei virallisesti opettanut fysiikkaa. Tuolloin fysiikka kuului filosofian alaan.
Sen sijaan Galileo opetti perinteisesti matematiikkaa, tähtitiedettä ja sotatekniikkaa tukeutuen luennoilla omiin havaintoihinsa ja tulkintoihinsa.
Galileon havainnot
Galileon koe Pisan tornissa
Galileon kuuluisimpiin tutkimuksiin kuuluu koe, jossa hän pudotti kaksi eripainoista kuulaa kallellaan olevasta Pisan tornista.
Koe voi tuntua tänä päivänä hyvin alkeelliselta, mutta tuolloin se oli mullistava.
Kyseessä oli ensimmäinen kerta, kun tieteellinen koe suoritettiin kontrolloidusti – ja suoritustapa laski tieteellisen tutkimuksen perustan.
Galileo pudotti kuulat Pisan kaltevasta tornista.
Aristoteleen teorian mukaan raskas kappale putoaa maahan kevyttä nopeammin. Galileo halusi testata tätä oletusta 26-vuotiaana, kun hän opetti matematiikkaa Pisassa vuoden 1590 tienoilla.
Galileo nousi Pisan kaltevan tornin 296 porrasta mukanaan kaksi kuulaa. Toisessa kädessään hän kantoi rautakuulaa, toisessa puukuulaa.
Ylhäällä Galileo ojensi käsivartensa reunan yli, pudotti kuulat yhtä aikaa ja seurasi tarkkaan tapahtumia.
Kuulat osuivat maahan käytännössä samanaikaisesti. Kevyempi kuula putosi aavistuksen hitaammin ilmanvastuksen vuoksi.
Galileon kiihtyvyyskoe
Galileo tajusi, että putoavien kappaleiden nopeus kasvaa putoamisen jatkuessa. Nopeus kasvaa sitä suuremmaksi, mitä pitempään kappale putoaa.
Siksi Galileo oletti, että kiihtyvyys on vakio, mutta voidakseen todistaa asian mittaamalla hänen piti pystyä hidastamaan liikettä.
Pitkään pähkäiltyään Galileo keksi ratkaisun: hän voisi käyttää kuulia, jotka vierivät pitkää lievästi kaltevaa luiskaa pitkin.
Sitten olisi mahdollista mitata etäisyys ja aika ja sen jälkeen laskea, kuinka kauas kuulat olivat vierineet tietyssä ajassa, ja siten määrittää kiihtyvyys.
Mutta millä aikaa voitiin mitata tarkasti 1600-luvulla? Galileo Galilein keksintö oli yksinkertaisen nerokas.
Galileo antoi veden virrata astiaan ja mittaamalla, paljonko vettä tietyn ajanjakson kuluessa astiaan oli tullut, hän pystyi määrittämään kiihtyvyyden.
VIDEO: Näin Galileo toteutti kiihtyvyyskokeensa
Videossa näytetään, kuinka Galileo teki kiihtyvyyskokeensa käyttäen kuulaa, luiskaa ja veteen perustuvaa ajanottoa.
Galileo kehitti kaukoputkea
Kaukoputki keksittiin Alankomaissa vuonna 1608. Kolme eri henkilöä rakensi siellä tuolloin toisistaan tietämättä kaukoputken. Sitä, kuka ehti ensimmäiseksi, ei tiedetä varmasti.
Kaikkia kolmea yhdisti se, että he osasivat hioa linssejä. Kaksi heistä valmistikin silmälaseja.
Uusi keksintö patentoitiin välineeksi, joka näyttää kaukaisen katselukohteen ikään kuin se olisi lähellä.
Kaukoputki suunniteltiin ensisijaisesti sotilaskäyttöön, sillä sen avulla oli mahdollista vakoilla vihollista pitkän matkan päästä.
Galileo kuuli kaukoputkesta seuraavana vuonna ja ymmärsi heti, millainen se oli rakenteeltaan. Hän opetteli hiomaan linssejä ja pystyi melko nopeasti valmistamaan itselleen kaukoputken.
Galileon kaukoputki on esillä Firenzen Museo Galileossa.
Galileon kaukoputken suurennus oli samalla tavalla kuin alankomaalaisten esikuvien kolminkertainen verrattuna paljaalla silmällä nähtävään. Suurennuskyky ei kuitenkaan riittänyt Galileolle, ja hän alkoi parantaa laitetta.
Ennen pitkää Galileo saavutti kahdeksankertaisen suurennuksen. Hän esitteli kaukoputkensa Venetsian senaatille vuonna 1609. Galileo palkittiin saavutuksestaan elinikäisellä viralla ja kaksinkertaisella palkalla.
Galileo jatkoi kaukoputkensa kehittämistä, ja lopputulokseksi tuli peräti 20-kertainen suurennus.
Galileo tarkensi taivaankappaleisiin
Galileo Galilei tutki kaukoputkellaan avaruutta. Hän ei ollut suinkaan ainoa avaruudesta kiinnostunut tutkija, mutta hänen merkitystään kasvatti se, että hän oivalsi havaintojensa vaikutuksen ja julkisti löytönsä nopeasti.
Ensimmäisenä Galileo alkoi tutkia kehittämällään kaukoputkella Kuuta.
Galileo huomasi, että Kuu on pinnaltaan epätasainen eikä sileä niin kuin tuolloin uskottiin. Kuussa oli vuoria ja laaksoja. Galileo luonnosteli nopeassa tahdissa Kuun vaihtelevat pinnanmuodot ja vaiheet: uudenkuun, kasvavan kuun, täysikuun ja vähenevän kuun.
Tammikuusa 1610 Galileo löysi neljä Jupiteria kiertävää kuuta. Nykyään ne tunnetaan Galilein kuina ja niistä käytetään nimityksiä:
- Kallisto
- Ganymedes
- Europa
- Io.
Galilein kuut ovat yhtä suuria kuin Maa.
Taivaankappaleiden tarkkailu sai Galileon asettumaan sille kannalle, että aurinkokeskinen maailmankuva vastasi todellisuutta, jossa Aurinko pysyy paikallaan ja planeetat kiertävät Aurinkoa.
Miksi Maa tekisi poikkeuksen, jos Jupiter näytti olevan jatkuvassa liikkeessä ja sillä oli omia kuita?
Galileo julkaisi – tuolloin järkyttävät – havaintonsa maaliskuussa 1610 lyhyessä tutkielmassa Sidereus Nuncius, joka on mahdollista lukea myös suomeksi.
Joitakin vuosia myöhemmin Galileo totesi, että myös Venuksella oli Kuun kaltaiset vaiheet. Hänen mukaansa ainoa järkeenkäypä selitys oli, että planeetta kiertää Aurinkoa.
Galileo ja katolinen kirkko
Katolisen kirkon hampaisiin
Katolinen kirkko nojautui Klaudios Ptolemaioksen maakeskiseen tähtitieteelliseen malliin, jossa Maa on kaikkeuden kiinteä keskipiste.
Koska Maan liikkuminen oli ristiriidassa Raamatun sanoman kanssa, käsityksen Maan liikkumisesta piti tietenkin olla väärä.
Nikolaus Kopernikuksen kirjaa aurinkokeskisestä maailmankuvasta ei kuitenkaan kielletty heti julkaisemisen jälkeen.
Kirkko suhtautui siihen yli 50 vuotta matemaattisena oletuksena eikä todisteena toisenlaistesta maailmankuvasta.
Vasta sitten, kun Galileo alkoi osoittaa kiinnostusta asiaan, katolisen kirkon vastustus alkoi voimistua.
Vuoden 1615 alussa Galileo sai kirjallisia moitteita ja syytteen harhaoppisuudesta siksi, että hän uskoi Maan liikkuvan.
Roomassa asenne näkemystä kohtaan muuttui jyrkemmäksi, ja Galileo joutui tulilinjalle.
- helmikuuta 1616 kardinaali Bellarmine kielsi Galileoa puolustamasta ja opettamasta kopernikaanista periaatetta. Viikkoa myöhemmin Kopernikuksen kirja kiellettiin.
Galileo hillitsi itsensä vuoteen 1623 asti, jolloin valittiin uusi paavi.
Kardinaali Bellarmine oli ensimmäisenä tuomitsemassa Galileo Galilein.
Galileo yritti kiertää sensuurin
Uusi paavi, Urbanus VIII, ihaili Galileoa kovasti.
Keskusteltuaan useaan kertaan paavin kanssa Galileo alkoi arvioida kriittisesti kumpaakin maailmankuvaa, mutta hänen ei sallittu puhua kopernikaanisesta periaatteesta muuna kuin matemaattisena oletuksena.
Galileo keksi kuitenkin keinon välttää sensuroinnin.
Galileo kirjoitti kopernikaanisesta periaatteesta hypoteettisesti kirjassaan Dialogi kahdesta maailmanjärjestyksestä.
Kirjassa kaksi osapuolta käy keskustelua eri järjestelmistä. Siitä osapuolesta, joka kannattaa Ptolemaioksen maakeskistä tähtitieteellistä mallia, GaliIeo käytti nimitystä Simplicio. Viittaus 500-luvulla eläneeseen Simplikios-nimiseen kreikkalaisfilosofiin oli ymmärrettävissä italialaisittain yksinkertaisuudeksi tai tyhmyydeksi.
Hämäys meni helposti Firenzen sensuurin läpi, mutta kuultuaan asiasta paavi asetti erityisen lautakunnan arvioimaan, vastasiko kirjan sisältö kirkon oppia vai ei.
Lautakunta tuli siihen tulokseen, että Galileo ei pitänyt kopernikaanista periaatetta oletuksena, ja siksi hänet kutsuttiin Roomaan inkvisition kuulusteltavaksi.
Ja näin palataan Galileo Galilein tarinan alkuun.
Tältä saattoi näyttää inkvisition oikeudenkäynti Galileoa vastaan.
Tuomitsiko inkvisitio Galileon?
Galileo matkusti Roomaan tammikuussa 1633, ja häntä kuulusteltiin huhtikuussa. Hän joutui sen jälkeen vielä kolme kertaa kuulusteltavaksi.
Viimeinen kuulustelu järjestettiin 21. kesäkuuta 1633, ja heti seuraavana päivänä Galileo vietiin Rooman keskustassa sijaitsevaan Santa Maria sopra Minerva -kirkkoon. Hän kuunteli tuomionsa polvillaan. Saadakseen lievemmän tuomion Galileo oli myöntänyt, että hän olisi voinut korostaa hypoteettistä näkökulmaa voimakkaammin.
Galileo Galilei tuomittiin elinkautiseen vankeusrangaistukseen, mutta tuomio muutettiin pian kotiarestiksi.
Galileo muutti Arcetrissa Firenzen ulkopuolella sijaitsevaan taloon ja vietti siellä elämänsä viimeiset vuodet. Tässä vaiheessa 70-vuotias Galileo jatkoi työskentelyä.
Galileo Galilei vietti viimeiset elinvuotensa kotiarestissa Arcetri-nimisessä kylässä, joka näkyy kaukana vuorenrinteellä.
Galileo kokosi vanhat julkaisemattomat tutkimuksensa, jotka koskivat kappaleiden liikkeitä, eri aineiden lujuutta, ammusten ratoja, kiihtyvyyttä ja putoamisen lainalaisuuksia.
Galileolla oli seuranaan nuori oppilas, Vincenzo Viviani, jonka apua hän tarvitsi melkein kaikessa siksi, että hän oli menettänyt näkönsä.
Viimeinen kirja salakuljetettiin Italiasta ja julkaistiin Alankomaissa vuonna 1638. Sen nimi kuuluu suomeksi Kahteen uuteen tieteeseen liittyviä keskusteluja ja matemaattisia demonstraatioita. Kirja osoittautui erittäin hyödylliseksi toisen kuuluisan tutkijan, Isaac Newtonin, työn kannalta.
Galileo Galilei kuoli 8. tammikuuta 1642 eli samana vuonna kuin Isaac Newton syntyi.