Galileo Galilei (15 tháng 2, 1564 – 8 tháng 1, 1642) là một nhà vật lí, nhà toán học và nhà thiên văn học người Ý.

Cuộc đời

Tuổi thơ

Vì muốn cho con mình nhanh chóng thành tài, ngay từ khi Galilei còn nhỏ, Vesenxao Galilei đã bắt tay vào việc dạy dỗ con học hành. Khi Galileo biết nói, ông dã dạy cho con tiếng Latin và Hy Lạp. Cậu bé Galileo rất chăm chỉ học hành, tiến bộ rất nhanh, tiếp thu rất tốt những điều mà cha cậu dạy bảo. Và cha cậu cũng dạy thêm cậu rất nhiều tri thức khác trừ Toán học.

Hồi nhỏ, sở thích của Galileo là chơi đàn, vẽ, lao động chân tay và khi rảnh cậu thường làm đồ chơi cho các em của mình. Cậu có lòng khát khao tri thức rất mãnh liệt.

Tóm lại nói đến Galileo hồi nhỏ là nói đến 1 cậu bé đa tài! Nhưng cha cậu lại rẽ cho cậu đi một con đường khác: trở thành 1 danh y.

Năm 1572, Galilei lên 8 và vui vẻ vâng lời cha đi học. Và khi học cậu không tập trung vào lời thầy giáo giảng bài mà lại ngẩn ngơ nghĩ về mặt trăng, mặt trời và những vì sao... tuy nhiên Galilei vốn là 1 học sinh xuất sắc nhất trường ở tất cả các môn học.

Năm 1574, gia đình của cậu chuyển đến Florence. Ở dây, cậu lại tiếp tục được học vào Trường Dòng Vallambrosa thuộc Santa Maria gần Florence. Tri thức phải học của Galilei càng được mở rộng và sâu hơn sau thời kỳ Phục Hưng. Cha của cậu mang cậu vào trường cũng rất lo lắng không biết cậu có thể theo nổi không ? Và điều làm cho cha cậu và mọi người bất ngờ là cậu say mê học tập và học rất giỏi. Cậu thích Thần học đến nỗi cậu muốn chọn công việc Thần học làm 1 nghề trong đời mình.

Thời niên thiếu của Galilei đã được học tập đầy đủ, toàn diện, làm cho bao người mến mộ và hi vọng. Cậu vốn rất chăm chỉ nghiên cứu cộng thêm tố chất thông minh, dũng cảm, điều này báo trước rằng cậu sẽ trở thành 1 nhân tài vĩ đại sau này...

Tuổi trẻ

Trong thời gian học tập tại Đại học Pisa (1581-1585), Galileo đã tiến hành nhiều thí nghiệm với con lắc và khám phá ra rằng chúng gần như trở về đúng độ cao được thả ra; chúng có những chu kì khác nhau không phụ thuộc vào khối lượng của con lắc và biên độ, và bình phương của chu kì tỉ lệ thuận với chiều dài dây. Sau này ông sử dụng con lắc để chế tạo đồng hồ vào năm 1641. Galileo cũng tìm ra rằng tốc độ rơi không phụ thuộc vào trọng lượng. Ông ghi những phát hiện của mình trong quyển sách có tên De Motu (Về chuyển động).

Galileo được cử làm giáo sư toán trường Đại học Padua (1592-1610). Năm 1593, Galileo sáng chế ra nhiệt kế. Những phát minh khác của ông có bơm nước và cân thủy tĩnh.

Năm 1609, Galileo là người đầu tiên sử dụng kính thiên văn để quan sát bầu trời sau khi nghe nói về chiếc kính thiên văn mới chế tạo của Hans Lippershey. Năm 1610, Galileo khám phá ra vành đai sao Thổ và cùng năm này trở thành người đầu tiên quan sát thấy 4 mặt trăng lớn của sao Mộc. Ông cũng quan sát các pha của sao Kim, nghiên cứu về vết đen trên Mặt Trời và khám phá ra nhiều hiện tượng quan trọng khác.

Năm 1610, Galileo chuyển đến Firenze, Ý, nơi ông đã theo đuổi nghiên cứu của mình tại Đại học Firenze và cung điện của gia đình Medici, sau được cai quản bởi Cosimo II, Bá tước của vùng Toscana.

Sau khi thảo luận và xuất bản nhiều khám phá thu được nhờ kính thiên văn, bao gồm bằng chứng về việc Trái Đất quay quanh Mặt Trời (gọi là thuyết Nhật tâm), Galileo bị kết tội dị giáo bởi Giáo hội La Mã vì Giáo hội ủng hộ thuyết Địa tâm. Sau khi bị cấm thảo luận và in sách về lí thuyết "dị giáo", Galileo đã phản kháng và xuất bản cuốn sách "Đối thoại giữa hai hệ thống thế giới". Ông bị kết án về tội dị giáo vào năm 1633 và bị quản thúc tại nhà cho đến cuối đời. Ông mất vào năm 1642 tại nhà riêng gần Firenze.

Galileo nổi tiếng nhất với câu nói Eppur si muove! ("Dù gì thì Trái Đất vẫn quay") sau khi đã bị Giáo hội buộc phải thề không thảo luận về thuyết Địa tâm nữa. Ông cũng có một thí nghiệm nổi tiếng chứng minh tốc độ rơi của một vật không phụ thuộc trọng lượng của nó trên tháp nghiêng Pisa.

(Bách khoa toàn thư mở Wikipedia)

GALILEO VÀ KHOA HỌC THỰC NGHIỆM

Điều gì làm cho khoa hoc khác biệt với các hoạt động khác của con người? Có lẽ sự khác biệt chủ yếu là vai trò của các thí nghiệm có thể được lặp lại bởi các nhà khoa học khắp thế giới.

Mặc dù trước đó người ta đã kiểm tra các ý tưởng bằng cách quan sát, Galileo Galilei là một trong những người đầu tiên làm cho thực nghiệm trở thành trung tâm của khoa học. Ảnh hưởng của Ông cho đến nay vẫn còn. Một phần lớn do kỹ năng văn chương của ông đã miêu tả các thí nghiệm, lý thuyết rõ ràng và đẹp đã đến mức phương pháp định lượng trở nên hấp dẫn và thời thượng. Galileo đóng một vai trò then chốt độc nhất trong lịch sử. Con đường xuyên phá của ông liên kết thực nghiệm với lý thuyết đã ảnh hưởng mọi tư duy khoa học về sau, và trong một chừng mực nào đó cả nhữg tư duy không thuộc về khoa học nữa.

Thí nghiệm của Galileo về sự rơi của các vật là một nghiên cứu quan trọng đầu tiên về cách vận hành của tự nhiên. Công trình này minh hoạ quan điểm hiện đại và cách một người có thể rút ra các kết luận khoa học. Nó là ví dụ về điều đôi khi được gọi là phương pháp khoa học.

Một thí nghiệm được tin là được thực hiện đầu tiên bởi Galileo vào năm 1604 đã được tái tạo vào năm 1975 bởi nhiếp ảnh gia Ben Rose. Mục đích của thí nghiệm hiện đại hoá này là đo quãng đường đi được của một quả bóng lăn trên mặt phẳng nghiêng trong những khoảng thời gian bằng nhau (0,55s). Hình P.302 là bản sao của dụng cụ mà Galileo đã dùng trong thí nghệm của mình.

Galileo sống vào thời không có những đồng hồ chính xác và không thể có những khoảng thời gian chính xác cần thiết để thực hiện phép đo. Tuy nhiên, ông chỉ cần xác định những khoảng thời gian bằng nhau, không phải toàn bộ thời gian trôi qua. Galieo đặc biệt thích hợp với việc này, bởi vì ông cũng là một nhạc công. Thậm chí những người không học nhạc cũng có thể nhận ra những sự khác biệt nhỏ trong nhịp điệu.

Trong thí nghiệm lặp lại thí nghiệm của Galileo, các khoảng thời gian được thiết lập bằng cách hát bài “Onward Christian Soldier” với khoảng hai nhịp mạnh mỗi giây. Tại một nhịp quả bóng được thả ra, và vị trí của quả bóng tại các nhịp kế tiếp được đánh dấu bằng phấn; để so sánh các vị trí ở chính xác 0,55s cũng đựơc chụp ảnh. Sau đó một sợi dây thun được căng qua tấm ván ở mỗi vạch phấn và được điều chỉnh sao cho tiếng kêu khi bóng đi qua dây thun rơi đúng vào nhịp của bài hát. Tỉ số giữa các quãng đường đo liên tiếp đã rất phù hợp với các số liệu của Galileo. Bạn có thể dễ dàng tự làm thí nghiệm này.

Các kỹ thuật hiện đại tinh vi hơn bất cứ diều gì Galileo có thể hình dung. Ví dụ, phép chụp ảnh hoạt nghiệm, do Harold Edherton đi tiên phong, có thể đo các khoảng thời gian nhỏ đến 10^-6s. Các kỹ thuật này đưa đến các kết quả về vận tốc và quãng đường không thể thu được bằng phương pháp khác.

Galilleo có lẽ là người đầu tiên đề nghị một phương pháp để đo vận tốc ánh sáng. Ông đề xuất một thí nghiệm với hai quan sát viên đứng trên hai đỉnh núi xa nhau, mỗi người cầm một đèn lồng che lại được. Lúc đầu cả hai quan sát viên đều che đèn lại. Rồi một người mở đèn ra, đánh dấu thời gian. Khi người thứ hai thấy ánh sáng từ đèn thứ nhất, người này mở đèn của mình ra. Khi người thứ nhât thấy ánh sáng của ngọn đèn thứ hai, sẽ ghi lại thời gian. Dựa vào khoảng cách và thời gian đã biết, sẽ tính dược vận tốc ánh sáng. Chúng ta không biêt thí nghiệm này đã có được tiến hành hay không. Vận tốc ánh sáng là quá lớn và phản ứng con người là quá chậm nên thí nghiệm này không thể thành công được. Tuy nhiên, nguyên tắc của thí ngiệm này là đúng đắn và là cơ sở cho nhiều phép đo về sau.

Vào năm 1676 nhà thiên văn Đan mạch Ole Roemer (1644-1710) đã công bố khám phá về sự sai lệch trong khoảng thời gian, khi quan sát từ Trái Đất, giữa những lần biến mất của mặt trăng sao Mộc vào bóng của sao Mộc. Sự sai lệch này là do sự thay đổi khoảng cách từ Trái Đất đến sao Mộc (Hình P.801). Ông ta tìm thấy thời gian sai biệt khoảng 22 phút trong 6 tháng, tương ứng với thời gian ánh sáng đi được quãng đường bằng đường kính quỹ đạo quả đất. Từ đó Roemer dự đoán rằng vận tốc ánh sáng phải là hữu hạn. Vào năm 1678 Huygens phối hợp thời gian đo dược của Roemer với quang đường ước tính và đưa ra giá trị vận tốc ánh sáng là 2,3 x10⁸ m/s.

Một thí nghiệm tương tự về nguyên tắc của Galileo đưa ra đã được thực hiện bởi Armand Hippolyte Louis Fizeau(1819-1896) vào năm 1849. Thí nghiệm này là lần đo vận tốc ánh sáng đầu tiên trên Trái Đất. Để tránh phải đo những khoảng thời gian cực kỳ ngắn, Fizeau dùng một bánh xe răng và một gương (Hình P.802). Ánh sáng được tập trung vào mép bánh xe răng sau khi phản xạ từ một gương bán mạ (M1 trong hình vẽ). ánh sáng đi qua một trong các rãnh của 720 răng trên mép bánh xe và đi tới gương thứ hai (M2), tại đó nó phản xạ theo cùng đường đến trở lại bánh xe răng, đi qua một rãnh và đến gương M1. Một phần ánh sáng xuyên qua gương và đến người quan sát.

Khi gương quay ở một vận tốc nào đó, ánh sáng đi qua khe tới gương M2 khi quay về gặp một răng bị chắn lại và người quan sát thấy cường độ ánh sáng giảm. Khi quay bánh xe với vận tốc khác, ánh sáng quay về sẽ gặp một rãnh và đi qua được. Từ số răng của bánh xe, vận tốc quay của nó và đường đi của ánh sáng, Fizeau đã tính được tốc độ của ánh sáng cỡ 3,25 x10⁸ m/s.

Gần đây các phép đo vận tốc ánh sáng đã được thực hiện dựa trên tinh chất sóng của ánh sáng và dựa trên quan hệ vận tốc là bằng tấn số nhân với bước sóng. Bước sóng của tia laser có thể đo với độ chính xác rât cao, trong khi tần số ánh sáng có thể xác đinh bằng đồng hồ nguyên tử Cesium (Xê-ri). Từ những thíêt bị này giá trị của vận tốc ánh sáng là 299792458 ±1,2 m/s. Bởi vì hạn chế chủ yếu của phép đo là sự không chính xác của chuẩn mét trước đây, giá trị này của vận tốc ánh sáng đã được thừa nhận và chuẩn mét mới được định nghĩa dựa trên vận tốc ánh sáng. Vào năm 1983 hội nghị quốc tế lần thứ 17 về trọng lượng và đo lường đã đưa ra định nghĩa mới về mét như sau:

Met là quãng đường đi được của ánh sáng trong chân không trong khoảng thời gian 1/299792458 giây.

Quỹ đạo của Trái Đất, sao Mộc và một Mặt Trăng của sao Mộc ở hai thời điểm cách nhau 6 tháng. Khảng thời gian giữa hai lần nguyêt thực ở sao Mộc nhìn từ Trái Đất sẽ phụ thuộc vào khoảng cách giữa Trái Đất và sao Mộc.

(Theo Vật Lí và thế giới quanh ta)

Galileo rất giỏi tự quảng bá bản thân