Галіле́о (Ґаліле́о) ді Вінче́нцо Бонаю́ті де Галіле́й (Ґаліле́й) (; 15 лютого 1564, Піза — 8 січня 1642, Арчетрі) — італійський астроном, математик, фізик, поет, літературний критик і мислитель епохи Відродження.

Галілей вважається батьком спостережної астрономії, оскільки він був одним із найперших, хто використав телескоп для спостереження небесних тіл, і зробив низку видатних астрономічних відкриттів. Серед них — підтвердження існування фаз Венери, спостереження чотирьох найбільших супутників Юпітера, кілець Сатурна й аналіз місячних кратерів і сонячних плям. Він також значно вдосконалив конструкцію телескопа і за допомогою телескопічних спостережень довів правильність геліоцентричної теорії будови сонячної системи, що призвело до серйозного конфлікту з католицькою церквою.

Галілея також вважають засновником експериментально-теоретичного природознавства, наукового методу, сучасної науки й експериментальної фізики, оскільки своїми експериментами він переконливо спростував «Метафізику» Арістотеля і заклав фундамент класичної механіки. Є автором низки винаходів, зокрема термоскопу і військового компасу. Досліджував траєкторію руху снарядів, коливання маятника (що потім лягло в основу маятникового годинника) і властивості гідростатичних терезів. Серед відкриттів та експериментів відомими є його досліди з вільним падінням гарматного ядра і мушкетної кулі, а також виявлення ключових аспектів принципу відносності.

Ранні роки і сім'я

Галілей народився у 1564 році в італійському місті Піза, яке тоді входило до складу Флорентійського герцогства, неподалік від Флоренції, у сім'ї родовитого, але збіднілого дворянина Вінченцо Галілея, відомого композитора, теоретика музики і лютніста. Представники роду Галілея згадуються в документах з XIV століття. Кілька його прямих предків були пріорами (членами панівної ради) Флорентійської республіки, а прапрадід Галілея (теж на ім'я Галілео) був відомим лікарем, якого 1445 року було обрано головою республіки.

У сім'ї батьків Галілео — Вінченцо Галілея і Джулії Амманнаті — було шестеро дітей, однак вижити пощастило чотирьом: старшому сину Галілео, дочкам Вірджинії та Лівії і молодшому синові Мікеланджело, який теж здобув популярність як композитор-лютніст. 1572 року Вінченцо перебрався до Флоренції, столиці Тосканського герцогства. Династія Медічі, яка правила в цьому регіоні, відзначалася вагомим інтересом до фінансування і підтримки мистецтва і науки.

Про дитинство Галілея відомо небагато. Із ранніх років хлопчика вабило мистецтво. Через усе життя він проніс любов до музики і малювання, якими володів досконало. У його дорослі роки найкращі художники Флоренції — зокрема, Чіголі, Бронзіно — радилися з ним щодо перспективи й композиції. Чіголі навіть стверджував, що саме Галілею він зобов'язаний своєю славою. За творами Галілея можна зробити висновок про наявність у нього ще й літературного таланту. Початкову освіту Галілей здобув у . Хлопчик дуже добре навчався і був одним із найкращих учнів у класі.

Наукова кар'єра

Хоча Галілей в юності серйозно думав про священство, проте, за настановою батька, у 1580 році вступив до Пізанського університету, де вивчав медицину. На нього вплинули лекції і із Флоренції.

У 1581 році, вивчаючи медицину, він помітив люстру, яка коливалася від повітряних потоків то з більшою, то з меншою амплітудою. Він вирішив вирахувати її період коливання, використовуючи власне серцебиття. Згодом Галілео дійшов до висновку, що частота коливань люстри не залежить від амплітуди. Повернувшись додому, він встановив два маятники однакової довжини і розгойдав один із більшим розмахом, а інший — з меншим, і виявив, що вони коливаються з майже однаковим періодом. Лише майже сто років потому, завдяки роботам Християна Гюйгенса, таутохронний характер коливань маятника був використаний для створення точного годинника. До цього експерименту Галілей навмисно тримався якомога далі від математики, оскільки професія лікаря дозволяла отримувати більший дохід. Однак, випадково відвідавши лекцію з геометрії, він умовив свого неохочого батька дозволити йому замість медицини вивчати математику і натурфілософію.

Галілей залишив університет і повернувся до Флоренції, де чотири роки самостійно вивчав математику, яку вважав надійною основою для вивчення світу. Імовірно, у ці роки він познайомився з теорією Коперника. Астрономічні проблеми тоді жваво обговорювалися, особливо у зв'язку зі щойно проведеною календарною реформою. Він створив термоскоп, попередник термометра, і в 1586 році опублікував невелику книгу про конструкцію винайдених ним гідростатичних терезів, і саме завдяки яким про Галілео вперше заговорили у науковому світі. Галілей також вивчав образотворче мистецтво і в 1588 році отримав посаду викладача перспективи і світлотіні в Академії мистецтв () у Флоренції. Того ж року на запрошення Флорентійської академії мистецтв він прочитав дві лекції «», намагаючись запропонувати точну космологічну модель пекла Данте. Надихнувшись мистецькою традицією міста і творами художників епохи Відродження, Галілей набув естетичного мислення. Коли він був ще молодим викладачем в Академії, то познайомився із флорентійським художником Лодовіко Чіголі, з яким згодом став друзями.

Незабаром фінансове становище батька погіршилося і він був не в змозі платити за навчання сина. Запит звільнити Галілея від оплати за навчання (такий виняток робився для найздібніших студентів) було відхилено. 1585 року Галілей повернувся до Флоренції, так і не отримавши наукового ступеня. На щастя, він встиг привернути до себе увагу суспільства кількома своїми винаходами, завдяки яким і познайомився з освіченим і багатим любителем науки, маркізом Гвідобальдо дель Монте. Гвідобальдо, на відміну від пізанських професорів, зумів його правильно оцінити. Уже тоді дель Монте говорив, що з часу Архімеда світ не бачив генія такого рівня. Захоплений незвичайним талантом юнака, маркіз став його другом і покровителем. Він представив Галілея тосканському герцогу Фердинанду I Медічі і клопотав про оплачувану наукову посаду для нього.

У 1589 році Галілея призначили на кафедру математики в Пізі. 1591 року помер його батько, і йому було доручено опіку над молодшим братом Мікеланджело. 1592 року він переїхав до Падуанського університету, де до 1610 року викладав геометрію, механіку й астрономію. У цей період Галілей зробив значні відкриття як у фундаментальній науці (зокрема, кінематиці руху й астрономії), так і в прикладній (досліджуючи міцність матеріалів), і став одним із винахідників телескопа. Його численні інтереси включали вивчення астрології, яка на той час була пов'язана з математикою й астрономією. Надалі він став придворним філософом герцога Козімо II Медічі. Починаючи з 25 квітня 1611 року, Галілео належав до заснованої Федеріко Чезі Академії деї Лінчеї.

Галілео Галілей був основоположником експериментально-математичного методу вивчення природи. Він виклав розгорнутий опис цього методу і сформулював найважливіші принципи механічного світу. Його дослідження кардинально вплинули на розвиток наукової думки. Саме від нього бере початок фізика як наука. Найважливішим вкладом Галілео Галілея в науку була свідома і послідовна заміна пасивного спостереження активним експериментом. Результатами цих експериментів стало багато наукових відкриттів.

Відкриття в астрономії

Оптичні прилади

Довідавшись про винайдену в Голландії підзорну трубу, у 1609 році Галілей побудував свій перший телескоп із трикратним збільшенням, а трохи пізніше — зі збільшенням у 32 рази, як він сам писав згодом:Побудував собі прилад до того чудовий, що з його допомогою предмети здавалися майже в тисячу разів більшими і понад тридцять разів ближчими, ніж під час спостереження простим оком.За допомогою оптичних приладів Галілей здійснив кілька важливих астрономічних відкриттів: гори й кратери на Місяці, плями на Сонці, чотири супутники Юпітера (Іо, Європа, Ганімед і Каллісто), фази Венери, кільця Сатурна тощо. Він пробував виміряти розміри зір, а виявив, що вони знаходяться на колосальній відстані від Землі. Він також зрозумів, що Чумацький Шлях є скупченням окремих зір.

Виготовлення телескопів було для Галілея прибутковою справою: він продавав їх купцям і мореплавцям. Свої перші астрономічні спостереження з допомогою телескопа він опублікував у березні 1610 року в короткому трактаті під назвою «Sidereus Nuncius» («Зоряний вісник»).

У 1610—1614 роках, змінюючи відстань між лінзами, Галілей створив мікроскоп. Завдяки Галілею лінзи й оптичні прилади стали розповсюдженим знаряддям наукових досліджень. Як відзначав Сергій Вавилов:Саме від Галілея оптика одержала найбільший стимул для подальшого теоретичного технічного розвитку.Оптичні дослідження Галілея присвячені також вченню про колір, питанням природи світла, фізичній оптиці. Галілею належить ідея скінченності швидкості поширення світла і створення експерименту з її визначення у 1607 році.

Сонячні плями Галілей проводив телескопічні дослідження сонячних плям. Їхнє існування створило ще одну проблему в незмінній досконалості небес, як це стверджувалося в ортодоксальній аристотелівській небесній фізиці. Очевидна щорічна зміна траєкторії сонячних плям, яку спостерігали Франческо Сіцці й інші в 1612—1613 роках, також стала вагомим аргументом проти системи Птолемея та системи Тихо Браге. Суперечка про пріоритет у відкритті сонячних плям та їх інтерпретації призвела до тривалої і запеклої ворожнечі між Галілеєм і єзуїтом Христофом Шейнером. Обидва вони не знали про вже проведені спостереження Йоганна Фабріціуса та його публікацію про сонячні плями.

Наднова Кеплера Європейські астрономи спостерігали наднову у 1572 році. Галілей спостерігав і обговорював Наднову Кеплера в 1604 році. Лист Оттавіо Брензоні від 15 січня 1605 року до Галілея привернув його увагу до наднової 1572 року і менш яскравої наднової 1601 року. Оскільки ці наднові не мали помітного добового паралаксу, Галілей дійшов висновку, що вони були далекими зорями, що було спростуванням аристотелівської моделі з незмінністю небес.

Спостереження Місяця

30 листопада 1609 року Галілей спрямував свій телескоп на Місяць. Галілей не був першим, хто спостерігав Місяць у телескоп (англійський математик Томас Герріот зробив це за чотири місяці до того, але побачив лише «дивну плямистість»), однак він став першим, хто визначив причину нерівномірної зміни яскравості Місяця як тіні від місячних гір і кратерів. У своєму дослідженні він також склав топографічні карти, оцінивши висоту гір. Місяць не був напівпрозорою й досконалою сферою, як стверджував Арістотель, і навряд чи першою «планетою», «вічною перлиною, що велично підноситься в небесну емпірію», як стверджував Данте. Галілео іноді приписують відкриття лібрації Місяця за широтою в 1632 році, хоча Томас Герріот або Вільям Гілберт могли зробити це раніше.

Друг Галілея, художник Лодовіко Чіголі, включив реалістичне зображення Місяця в одну зі своїх картин, хоча, ймовірно, використовував для спостереження власний телескоп.

Спостереження Сатурна і Нептуна У 1610 році Галілей також спостерігав планету Сатурн і спочатку прийняв її кільця за дві інші планети, думаючи, що це система з трьох тіл, через недосконалість його телескопа. Коли він спостерігав планету пізніше, кільця Сатурна були орієнтовані до Землі ребром, що змусило його подумати, що два тіла зникли. Кільця знову з'явилися, коли він спостерігав планету в 1616 році, що ще більше збило його з пантелику.

1612 року Галілей спостерігав планету Нептун. В його нотатниках це одна з багатьох непримітних тьмяних зір. Він не усвідомлював, що це планета, але відзначив її рух відносно зір, перш ніж втратити її з поля зору.

Підтвердження існування всіх фаз Венери