العالم جليليو

جاليليو
(1564 - 1692)





لعب " جاليليو " ، دورًا هامًا في تطوير علم الفيزياء والفلك في مستهل القرن السابع عشر . وبالرغم من أنه اكتسب شهرته من قيامه بإجراء تجربته الشهيرة ، التي قام خلالها بإسقاط كرتين مختلفتي الحجم من قمة برج بيزا المائل ، ليثبت أن الأجسام الثقيلة ، لا تسقط بسرعة أكبر من سرعة سقوط الأجسام الخفيفة ، إلا أن هذه التجربة ، لم تكن أهم ما قام به من أعمال ، ولا يوجد دليل على أنه قام بإجراء هذه التجربة على الإطلاق ، ومع ذلك ، فقد كان " جاليليو " واحدًا من الرواد الأوائل الذين استخدموا نتائج التجارب العلمية ، لإثبات النظريات العلمية .
ولد " جاليلو " في مدينة بيزا ، وعاش حياته كلها في إيطاليا ، وشرع في دراسة الطب ، لكنه سرعان ما تحول إلى دراسة الفيزياء ، وقد قال " جاليليو " فيما بعد ، إن حركة البندول ، كانت أو ما اجتذب انتباهه ، فقد كان وهو لا يزال طفلاً ، يراقب ارتجاح المصباح في كاتدرائية بيزا ، ويستخدم نبضة لقياس زمن الارتجاح ، فتبين أن كل ترجح يستغرق نفس الزمن . ومع ذلك ، فإن ما نعرفه اليوم عن الأعمال العلمية الأولى " لجاليليو " ، يبين أنه كان في البداية ، مقتنعًا تمامًا بالأفكار والنظريات التي كانت مألوفة في ذلك الوقت ، وأن اتجاهه فيما بعد إلى تأكيد هذه الأفكار والنظريات بالتجارب العلمية ، إنما يرجع جزئيًا ، إلى تأثره بوالده " فينسنزيو جاليلي " ، الذي كان عالمًا مرموقًا في النظريات الموسيقية ، وأحد الذين قاموا بإجراء التجارب العلمية على النغمات الموسيقية ، التي تصدر عن الأوتار التي تشد من مواد مختلفة . وفي الواقع ، لم يحصل " جاليليو " على النتائج التي كان يرجوها من بعض التجارب التي قام بوضعها في مؤلفاته ، كما كان هناك بعض الاختلاف ، حول عدد من التجارب التي قام بإجرائها بالفعل .
وجاءت أهم أعمال " جاليليو " تلك الأعمال التي لا تذكر إلا مقترنة باسمه ، في أخريات حياته ، ومع ذلك ، فقد قام " جاليليو " ، وهو في منتصف العمر ، بطبع مؤلفه الذي أسماه " رسول من النجوم " ، وكان ذلك في شهر مارس من عام 1610 في مدينة فينيسيا . وفي ذلك المؤلف ، وصف " جاليليو " الاكتشافات التي توصل إليها ، مستخدمًا جهاز التلسكوب ، وكان حديث الاختراع في ذلك الوقت . وقد كان " جاليليو " حينذاك ، يعمل بالتدريس في جامعة بادوا ، وقد ذكر في هذا المؤلف ، كيف أنه علم بوجود هذا الجهاز الحديث ، الذي يمكن بواسطته رصد الأشياء البعيدة بوضوح ، كما لو كانت قريبة من المشاهد . وما من شك ، في أن " جاليليو " ، لم يقم باختراع التلسكوب ، ومع هذا فإن تصميم التلسكوب الذي استخدمه " جاليليو " في اكتشافاته ، يعرف باسم " تلسكوب جاليليو " .
وقد قام " جاليليو " في هذا المؤلف ، بشرح نظرية عمل التلسكوب ، ثم استطرد في وصف ما شاهده على سطح القمر في يناير عام 1610 ، باستخدام ذلك التلسكوب ، كما أنه زود مؤلفه برسومات توضيحية لمشاهداته ، وشرح بصورة صحيحة تمامًا ، كيف أنه استنتج وجود جبال وسهول على سطح القمر ، إلا أن تقديراته عن ارتفاع هذه الجبال ، كانت تفوق الواقع كثيرًا . ويصف ذلك المؤلف أيضًا ، كيف أن " جاليليو " شاهد كثيرًا من النجوم التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة ، وكيف أنه لاحظ أن درب التبانة ، يتكون من كثير من النجوم ، كما استطرد المؤلف ، كيف أن " جاليليو " اكتشف وجود أربعة من الأقمار التي تدور حول المشترى .
ولاحظ " جاليليو " بعد ذلك ، وجود بقع معتمة في الشمس ، كما لاحظ أن هذه البقع ، تتغير بمرور الوقت . وفي حقيقة الأمر ، كان من الممكن رؤية هذه البقع الشمسية ، دونما حاجة لاستخدام التلسكوب ، إذ أن الفلكيين الصينيين ، كانوا قد تمكنوا من رؤيتها في حوالي عام 90 قبل الميلاد ، وذلك بمجرد النظر إلى الشمس ، من خلال مرشح ضوئي مصنوع من سليكات الكالسيوم والمغنيسيوم غير المتبلورة ( اليَشْم ) . وكان من المعتاد في أوربا ، خلال القرن السابع عشر ، تقبل معتقدات أرسطو ، في أن الأجرام السماوية ثابتة لا تتغير . وبالرغم من أن تلك كانت مجرد معتقدات فلسفية لأرسطو ، إلا أنها كانت بعيدة عن العقيدة الكاثوليكية ، ولذلك اعتبر " جاليليو " في عام 1614 من المارقين على تعاليم الكنيسة . وكان " جاليليو " قد بعث قبل ذلك بسنوات عديدة ، برسالة إلى زميله " كبلر " ينبئه فيها باعتقاده بصحة نظرية كوبرنيكوس عن دوران الكواكب حول الشمس ، وليس حول الكرة الأرضية ، ولكنه لم يجهر باعتقاده هذا بصورة علنية ، إلا في كتابه عن البقع الشمسية في عام 1613 .
وفي مطلع القرن السادس عشر ، هاجم رجال الكنيسة البروتستينية ، كوبرنيكوس ، لاعتقاده في حركة الكرة الأرضية ، وأعلنوا أن ذلك يتعارض مع تعاليم الكتاب المقدس . وفي مستهل القرن السابع عشر ، بدأت الكنيسة الكاثوليكية ، تصب جام لعناتها على نظرية كوبرنيكوس ، ضمن حملة الإصلاح التي قامت بها الكنيسة ، كي تظهر في صورة أكثر تشددًا عن ذي قبل في المحافظة على الإنجيل وتعاليمه . وفي عام 1616 حرَّمت الكنيسة تداول كتاب " الثورة " وكتبًا أخرى عديدة من مؤلفات كوبرنيكوس ، ولكن لم تتخذ أية إجراءات ضد " جاليليو " .
وفي عام 1632 استدعي " جاليليو " للمثول أمام محاكم التفتيش للتحقيق معه ، بعد أن قام بطبع كتابه " حوار حول النظامين الرئيسيين في العالم " ، والذي كان لا يعدو في ظاهره ، مجرد مناقشات وحوار ، حول حركة مجموعات الكواكب السابحة في هذا لسماء ، وهل تدور هذه المجموعة حول الكرة الأرضية ، أم هي تدور حول الشمس . ولكن أعداء " جاليليو " كانوا قد ازدادوا عددًا ، بسبب تهجمه المتكرر على أفكار أرسطو ، واعتبر البابا بعض أجزاء هذا الكتاب ، تهجمًا عليه شخصيًا ، وكان من نتائج المحاكمة ، أن اعتبر كتاب الحوار ، من الكتب المحرم تداولها ، كما اعتقل " جاليليو " ، وحددت إقامته في منزله بقية حياته .
ونقل " جاليليو " في مستهل عام 1634 في فيللا خاصة به في مدينة أرستري التي تقع فوق التلال المطلة على مدينة فلورنسا . وهناك استمر " جاليليو " يعمل ، بالرغم من ضعف إبصاره الشديد ، لدرجة أنه فقد إبصاره تمامًا ، في الوقت الذي كانت آخر مؤلفاته ، وهو كتاب " اثنان علمان حديثان " ، قد تم طبعه في هولندا ، وكان ذلك في عام 1638 . وقد اختص هذا الكتاب بعلم متانة المواد ، وكذلك باستخدام الرياضيات لدراسة حركة الأجسام ، وكان هذا الكتاب مقدمة للعلوم التجريبية الحديثة .
وكان " جاليليو " سليط اللسان ، شديد الولع بالدخول في المجادلات . ولقد تسببت تعليقاته ، وملاحظاته الساخرة ، وحدة طبعه ، في كثرة أعدائه ابتداءاً من البابا ومن دونه ، ولم يتزوج " جاليليو " مطلقًا طيلة حياته ، إلا أنه اتخذ لنفسه خليلة في شبابه ، أنجبت له عددًا من الأطفال غير الشرعيين .
جاليليو وليوناردو والبندول
ترجحات أى بندول معين ، تستغرق فى الواقع نفس الزمن ، أى أنها ثابتة الدورة الزمنية ، وهذا هو المبدأ الذى يمكن استخدامه لتنظيم آلية الساعة .
ويعتبر الكثيرون أن " جاليليو " كان أول من توصل إلى هذه الحقيقة ، وقد يكون هو أول من نشر هذا المفهوم . ولكن اكتشاف مخطوطات أخرى لـ "ليوناردو دافنشى " فى عام 1967 ، كان يعتقد أنها فقدت ، أظهرت أن "ليناردو" قد رسم مخططا للبندول ، لتنظيم آلية الساعة فى حوالى 1495 . وهناك شك فى أن "جاليليو" قد شاهد هذا المخطط ، أو سمع عنه فى عام 1637 ، حينما انتقل من يد لأخرى .
ويقال أن " جاليليو " توصل لأول مرة إلى أن البندول ثابت الدورة فى عام 1582 ، عندما كان عمره ثمانية عشر عاما ، ويفترض أنه حدد زمن الترجحات (الاهتزازات) البطيئة لمصباح معلق فى كاتدرائية بيزا ، مستخدما نبضه . وبعد اختراع "جاليليلو" استخدم علماء الفلك والفيزياء ، بندولا أصغر ، لتوقيت الأحداث ، ونبض المرضى . وكان العائق الذى يحد من هذا الاستخدام ، أن البندول الصغير ، يتوقف سريعا عن الترجح ، ويحتاج إلى دفعة بين الحين والآخر ، الأمر الذى يخل بإيقاعه . وفى عام 1641 تقريبا ، صمم "جاليليو" جهازا فى إمكانه إعطاء البندول دفعة صغيرة عند نهاية كل ترجح ، وإن كان من المحتمل ، أنه لم يصنع قط نموذجا فعليا لهذا الجهاز .
اكتشافات جاليليو:
عام 1593 اخترع جاليليو أول ترمومتر وهو عبارة عن حوض به ماء ملون ومنكس فوقه أنبوبة زجاجية أعلاها كرة زجاجية عندما يبرد الجو فإن الهواء الموجود بالكرة الزجاجية ينكمش فيرتفع عمود الماء الملون فى الأنبوبة ، والعكس.
ولكن جاليليو لم يحاول عمل تقسيم على أنبوبة ترمومتر عام 1609 صمم جاليليو تلسكوب ليراقب به السماء وبعد عام اكتشف جاليليو وجود 4 أقمار للمشترى ، واكتشف جاليليو وجود 3 حلقات ملونة حول زحل ، واكتشف جاليلو أن كوكب عطارد يمر بأطوار مثل القمر وهذا يؤكد كلام كوبرنيكوس بمركزية الشمس .
وهو فى عمر العشرين اكتشف البندول حيث أنه وهو فى الكنيسة شاهد مصباحها وهو يتأرجح بانتظام ففكر فى إنه لو وجدت قوة تحرك البندول بانتظام فإنه يعتبر مقياسا للزمن ، وكتب تقرير عن البندول ولكنه لم ينفذ ما فيه ونفذه الهولندى كريستان هايجنز وصمم أول ساعة ببندول كان أرسطو يقول أن الأجسام الثقيلة تسقط إلى الأرض أسرع من الأجسام الخفيفة إن سقطت فى وقت واحد ولكن جاليليو أثبت غير ذلك ، حيث ركب برج بيزا وأسقط من فوقه جسمين : جسم ثقيل وآخر خفيف والمفاجأة سقط أو وصل الجسمين إلى الأرض فى وقت واحد اكتشف جاليليو قانون القصور الذاتى ، حيث اعتقد الناس أنه إذا وجد جسم متحرك فإنه يبطئ فى حركته ما لم تدخل قوة لتدفعه ، ولكن جاليليو أثبت غير ذلك بالتجارب فأثبت أن الجسم المتحرك يظل متحركا إلى مالا نهاية ما لم تدخل قوة وتوقعه بشرط أن تزول كل قوى الاحتكاك وهذا القانون صاغه نيوتن فى قانونه الأول اكتشف جاليليو وجود فجوات على سطح القمر ظن أن بها ماء لذلك أطلق عليها بحارا ، ولقد قدر جاليليو ارتفاع جبال القمر بكل دقة بالاستعانة بما تكونه من ظلال اكتشف جاليليو وجود بقع سوداء فى الشمس غير مضيئة تسمى كلف الشمس ، وفسر ألبرت أينشتين وجود مثل هذه البقع أن الجاذبية فى تلك الأماكن قوية جدا لدرجة أن الضوء لا يستطيع الإفلات من هذه المناطق عام 1614 أيد جاليليو كلام كوبرنيكوس فى كلام مركزية الشمس لذلك اعتبر من المخالفين لتعاليم الكنيسة الفضل العظيم لجاليليو هو إيمانه بالتجربة وليس بالكلام .