Este documento describe la vida y obra científica de Galileo Galilei durante el Renacimiento. Resume su educación en Pisa donde se interesó por las matemáticas, y sus descubrimientos sobre el movimiento que contradecían las teorías de Aristóteles. También describe como obtuvo un puesto como profesor de matemáticas en la Universidad de Padua donde pudo dedicarse más a la investigación científica.

1. Ciencia en el Renacimiento
Quinta y Sexta sesión ( 4 y 11 -Noviembre-2020)
Galileo, su vida y obra científica.
Prof. Santiago Fernández

2. “Aquel quien no conoce la verdad es un necio,
pero el quien conociéndola dice que es mentira
es un criminal “ ( G. Galilei)

3. La historia de Galileo Galilei es la de un hombre que con escasos
recursos científicos y enfrentándose al oscurantismo de su
tiempo se atrevió a descifrar racionalmente el mensaje celeste y
a leer con ojos nuevos el libro de la naturaleza. Su nombre es el
que mejor evoca los diferentes cambios, acontecimientos y
circunstancias que hicieron posible la revolución científica de los
siglos XVI y XVII.
Es un gigante en el panorama de la Ciencia

4. 1564.-Galileo Galilei nació en Pisa el 15 de
febrero de 1564, el mismo año en que nació
William Shakespeare y el mismo mes en que
murió Miguel Ángel y el anatomista Andrea
Vesalio y el teólogo protestante Juan Calvino.
El padre de Galileo, Vincenzio, que había
nacido en Florencia en 1520, fue un
consumado músico profesional que estaba
profundamente interesado por las
matemáticas y la teoría de la música. Su
madre se llamaba Gulia. En sus primeros años
Galileo aprendió a tocar el laúd.
Fue el mayor de los siete hijos de Vicenzo, de
los cuales tres murieron probablemente en la
infancia.

5. Pisa

6. Hasta la edad de 11 años, Galileo fue educado en su propio hogar, en
gran medida por su padre, pero con la ayuda de un tutor ocasional.
Se convirtió en un músico excelente; en su edad adulta amenizó con
el laúd muchas reuniones.

7. Años más tarde Galileo repitió
un experimento atribuido a
Pitágoras, que consistía en
conectar pesas de distinto peso
a cuerdas de la misma longitud
y medir el intervalo musical y el
tono entre dos cuerdas. Al
hacerlo, observó que la regla
obtenida por Pitágoras estaba
equivocada.
La razón entre el tono y la
tensión de la cuerda es
inversamente proporcional a
cuadrado de la tensión de la
cuerda.
Dibujo de David Whitehuose

8. 1579.- Cuando llegó el momento de enviar a Galileo fuera del
hogar, para que recibiese una educación más formal, su padre le
envió al monasterio de Vallombrosa, a unos 30 kilómetros al este
de Florencia.

9. 1580.- A su padre no le gustó que su hijo, que ya mostraba gran
inteligencia, se dispusiera a ser monje y, cuando el muchacho
desarrolló una infección ocular, lo sacó rápidamente del
monasterio y lo llevó a Florencia para que lo viera un médico. Sus
ojos se recuperaron, pero Galileo no volvió nunca más al
monasterio y no se volvió a hablar de la posibilidad de que se
hiciera monje.
Grabado de Florencia
en el Renacimiento

10. Si bien Vincenzio había
logrado ganarse la vida
como músico, era
consciente de que esta
vocación resultaba
insegura e hizo planes
para que su hijo mayor se
estableciera con una
carrera respetable y
económicamente
rentable.
¿Qué podía ser mejor que
conseguir que su hijo
Galileo adquiriera una
formación como médico? Las arterias según
Juan Valverde de
Amusco(1525-1587)

11. 1581.- A los 17 años de edad, Galileo se matriculó, quizás presionado por
su padre, como estudiante de medicina en la Universidad de Pisa.
Galileo fue un estudiante argumentador y que cuestionaba sin miedo la
sabiduría (en gran medida aristotélica) heredada en aquella época. Se hizo
famoso entre los estudiantes, recibiendo el apodo de «el pendenciero»
Universidad de Pisa.

12. Según cuenta su biógrafo Vincenzo Viviani mientras Galileo era
estudiante de medicina en Pisa quedó hipnotizado por el balanceo
lento y continuo de una lámpara de brazos durante un sermón; ,
utilizando los latidos de su propio pulso, se dedicó a cronometrar la
oscilación de este péndulo a medida que el arco recorrido por la
lámpara se iba acortando. Quedó impresionado de su descubrimiento:
! El péndulo siempre tardaba el mismo tiempo en realizar una
oscilación completa, tanto si oscilaba recorriendo un arco corto,
como si lo hacía recorriendo un arco largo! ( este aspecto lo demostró
en 1602)
l = longitud péndulo

13. Galileo Galilei en el Duomo de Pisa observando el balanceo
de la lámpara. Cuadro de G. Tronfi, , 1870

14. 1583.-Galileo a pesar de pasar dos años realizando estudios de
medicina no estaba muy satisfecho. En los primeros meses del año
la Corte del gran duque de Toscana establece su residencia de
forma continua en Pisa, desde Navidad hasta la Pascua.
Gracias a los contactos que, a través de su padre, tenía en aquel
ambiente, Galileo trató socialmente a Ostilio Ricci, el matemático
de la Corte y a principios de año fue a visitar a su nuevo amigo,
justo cuando Ricci estaba dando una clase de matemáticas a
algunos estudiantes.
Ostilio Ricci,

15. Galileo se sentó a escuchar la clase de Ricci y quedó fascinado por los
razonamientos, la cadena de conclusiones, las fórmulas,..así que
comenzó a estudiar geometría euclídea en vez de dedicarse a los libros
de texto de medicina. Ricci se dio cuenta inmediatamente que Galileo
tenía grandes aptitudes para las matemáticas y se lo comentó a
Vicenzo. Su padre asiente de mala gana y deja que su hijo estudie más
matemáticas.
1585.-Cuando se fue de Pisa , Galileo no tenía ningún titulo. Se dirigió a
Florencia para intentar ganarse la vida a duras penas como profesor
particular de matemáticas y filosofía natural.
Ricci fue un antiguo estudiante de Niccolò Tartaglia, y
consideraba a las matemáticas como una herramienta
práctica para resolver problemas de mecánica o
ingeniería.Llegó a ser matemático en la corte de Francisco I
de Médici, en Florencia

16. Galileo llegó en seguida a la conclusión de que, si Aristóteles era el
mayor filósofo de la antigüedad, Arquímedes era el mejor
matemático y uno de los grandes científicos de todos los tiempos.
Arquímedes

17. Arquímedes y sus textos impulsaron a Galileo a estudiar los centros de
gravedad de algunos cuerpos sólidos. Su descubrimiento los escribe en
latín.
Sin embargo otro texto, La Bilancetta(*) lo escribe en italiano, pues
quiere que su lectura llegue a artesanos y personas del pueblo.
(*)Una balanza hidrostática, o bilancetta, es
un tipo de balanza destinada al estudio del
empuje ascensional ejercido por los fluidos
sobre los cuerpos inmersos en ellos. Fue
inventada por Galileo Galilei el 17 de
diciembre de 1585. Su funcionamiento se basa
en el principio de Arquímedes y está
especialmente concebida para la
determinación experimental de densidades de
sólidos y líquidos.
La Bilancetta

18. La fama y el prestigio de Galileo en Florencia fue enorme, daba
clases particulares, consejos científicos,… sin embargo, durante
los cuatro años siguientes, no pasó de ganar lo justo para vivir. Al
no disponer de medios económicos propios, la única forma
para realizar su trabajo científico con tranquilidad y seguridad
era encontrar un mecenas influyente. La salvación de Galileo fue
el marqués Guidobaldo del Monte, un aristócrata que estaba
profundamente interesado por la ciencia.
Guidobaldo del Monte

19. 1588.- Dante imaginó un infierno en la Divina Comedia. Muchos filósofos y
eruditos propusieron estudios sobre su localización, estructura y dimensiones
del infierno basadas en la obra de Dante.. Galileo Galilei tenía veinticuatro años
cuando, en 1588, la Academia de Florencia lo contrató para dictar dos
conferencias sobre las dimensiones del infierno Dantesco.
Galileo comenzó la primera de sus charlas:
"Permítanme especular sobre el tamaño de Lucifer. Hay una relación entre el
tamaño de Dante, y el tamaño del gigante, Nimrod, en lo más profundo del
infierno; y, por su parte, entre Nimrod y el brazo de Lucifer. Por lo tanto, si
sabemos el tamaño de Dante y el tamaño de Nimrod, se puede deducir el
tamaño de Lucifer"
Galileo calcula las dimensiones del infierno de Dante.
Y encontró pistas en la obra de Dante que indicaban que Lucifer era 43 veces más
grande que la estatua de un gigante de la plaza de San Pedro, y que esta era 43
veces más alta que Dante. Y que por tanto, Lucifer debía medir unos 183 metros de
altura.

20. El Infierno visto por Sandro Botticelli (ca. 1480–1495)
Para calcular las dimensiones del infierno Galileo supuso que los siete niveles
del infierno están situados bajo la superficie de la Tierra, cubiertos por una tapa
que formaba parte de la superficie. Usando argucias matemáticas demostró
que el infierno debía tener la forma de un cono, con la punta en el centro de la
Tierra y la circunferencia de la base pasando por Jerusalén. Galileo utiliza de
inspiración el Duomo de Brunelleschi para hacer sus cálculos y hace una escala
de la superficie y el espesor con la misma relación usando una regla de tres.
Según Galileo el arco que describía era de unos 5000 km, pero su espesor de
tan sólo 600 km.
Galileo concluye entonces
que, de ser ese el espesor,
hay suficiente espacio para
que quepan debajo de él
todos los niveles y ríos del
Infierno.

21. 1589.-Únicamente habían pasado cuatro años después de
haber abandonado la Universidad de Pisa sin obtener título
alguno, cuando, gracias a la influencia de Del Monte, el joven
Galileo volvió a esa misma Universidad como catedrático de
matemáticas, con un contrato de tres años.
Galileo empezó con un sueldo de unas míseras 60 coronas ( un
médico cobraba diez veces más); por tanto . se veía obligado a
completar sus ingresos aceptando estudiantes que vivían con él y
tenían la ventaja de disfrutar de sus enseñanzas y su influencia
más o menos a tiempo completo, no sólo en las horas de clase.
Así la fama de Galileo se fue extendiendo aún más, sus alumnos
hablaban maravillas de su joven profesor.

22. 1589-1591.-Galileo continúa sus estudios sobre el movimiento,
con una serie de notables experimentos que le permitieron
sentar los primeros pasos de la dinámica. Las consecuencias de
sus experiencias minaron las teorías físicas de Aristóteles y poco
a poco se ganó el odio de algunos profesores aristotélicos de su
Universidad.
En ese periodo escribió
un librito en latín
titulado Del movimiento,
que no se publicó hasta
tres siglos más tarde.

23. Imagen extraida de
La Aventura del
Universo; Timothy
Ferris. Edit Crítica
Experimento mental de Galileo.
Según Aristóteles, si una piedra
de una libra cae a lo largo de una
distancia determinada durante un
tiempo determinado(1) , al
cortarla por la mitad en ese
mismo tiempo recorrerá la mitad
del espacio(2). Pero razonaba
Galileo, ¿ qué ocurrirá si las dos
mitades son unidas por un hilo o
vara?(3)

24. Según Aristóteles, cuando dos cuerpos de la
misma materia, pero distinto peso, caen
libremente , su velocidades son proporcionales
a sus pesos respectivos.
Sin embargo Galileo, llegó por sus propios medios, en el libro el El
Movimiento , a la conclusión de que dos cuerpos de la misma
sustancia recorren, si no tenemos en cuenta la resistencia del aire,
distancias iguales en tiempos iguales al caer.
Sin duda, El Movimiento marca la ruptura de la incipiente Ciencia,
con la filosofía tradicional defendida por Aristóteles.

25. Los años en la Universidad de Pisa fueron difíciles para Galileo. La mayor
parte de sus colegas profesores eran acérrimos defensores de las teorías
aristotélicas (por ejemplo el filósofo Girolamo Borro)
Además Galileo le gustaba “reirse” de esos profesores anclados en el
pasado y encerrados en sus torres de marfil.
Ese ambiente poco favorable le empujo a dejar Pisa , volver a Florencia e
intentar instalarse en la Universidad de Padua, pero ese paso requería de
apoyos importantes.

26. 1591.- En Julio muere su padre Vicenzo, y Galileo pasa a ser el
cabeza de familia, con todo lo que esto suponía, especialmente
gravosas obligaciones económicas. Sin embargo, su economía en
aquellos momentos no era muy boyante
1592.- El Marques Guidubaldo del Monte , que ya le había ayudado en
Pisa vuelve a posicionarse a su favor y convence al Senado veneciano a
contratarle como catedrático en la Universidad de
Padua(*)(perteneciente a la Serenísima República de Florencia). Su
contrato le permitirá vivir con cierto desahogo y dispondrá de más
tiempo libre para investigar. Tenía tan solo 28 años.
(*)La Universidad de Padua se funda en 1222
cuando un grupo numeroso de estudiantes y
profesores abandonan la Universidad de Bolonia
en busca de una mayor libertad académica. En
Padua habían estudiado Dante y Copérnico

27. El contrato en Padua para Galileo era por cuatro años, con opción a una
prórroga de otros dos, a discreción del Dux. El salario era modesto 180
coronas anuales. Para conseguir el puesto tuvo que “ganar en méritos” a
G. A. Magini.
El 7 de diciembre de 1592, Galileo subió al estrado del aula Magna para
pronunciar el discurso inaugural ante un escéptico auditorio de colegas.
Este discurso tuvo una enorme impacto entre los científicos europeos.
Cátedra Galileo en la Universidad de Padua

28. En la Universidad de Padua había grandes profesores, como:
• Girolamo Mercuriale, el médico más celebre de Italia
• Girolomo Fabricio de Acquapendente, conocido como “El Colón
humano”, que a la postre sería el médico personal de Galileo. Fabricio
tuvo como alumno en su Universidad a William Harvey (1578-1657),
con quien le unía una gran amistad y al que ayudará
considerablemente en sus trabajos sobre la circulación sanguínea.
Fabricio fue el primero en aplicar exhaustivamente el método de
Vesalio de la observación directa al estudio de los embriones.
Fabricio de Acquapendente

29. 1593.- A raíz de una excursión a Verona con tres amigos,
Galileo y sus compañeros bebieron y comieron en exceso, para
relajarse Galileo se durmió desnudo en un recinto por el que
entraba una corriente fría de aire. Como consecuencia agarró
una grave pulmonía que le supuso una artritis reumatoide que
le acompañó toda su vida.
1597.-Inició una colaboración que duraría 10 años con M. Mazzoleni.
Con su colaboración Galileo pudo construir su famoso compás militar
que permitió el cálculo , entre otras cosas, de la trayectoria parabólica
de una bala de cañón.

30. Años felices en Padua
Galileo enseguida se adaptó a la animada
vida de Padua. Vivió un tiempo con G. V.
Pinelli participando de sus fiestas.
Por la casa de Pinelli pasaba lo más
granado de la sociedad humanista: Enrico
van de Putte, Paolo Gualdo, Torcuato
Tasso, Tommaso Campanella, Marco
Antonio de Dominis , Paolo Sarpi, y el
“oscuro” Giordano Bruno.
En sus animadas fiestas Galileo tocaba el
laúd y Pinelli la lira.
Gian Vincènzo Pinelli

31. Galileo encuentra la amistad y el amor.
Uno de los amigos íntimos de Galileo fue: Giovanni Francesco
Sagredo (1571–1620) matemático veneciano con importantes
recursos económicos. En Sagredo, Galileo encontró un amigo
leal, divertido, de gran ingenio y perspicacia, entusiasta y un
compañero de diversión. Galileo le incluirá en uno de sus
grandes libros.
En una de las muchas noches de placer en el palacio de su amigo
Sagredo conoció a una mujer de gran belleza: Marina Gamba,
tenía sólo 21 años, catorce menos que él.
Galileo y Marina no vivieron nunca juntos, pero su unión dio fruto
en seguida, tuvieron tres hijos: Virginia, Livia Antonia y Vicenzo.

32. Durante los primeros meses en Padua , Galileo trabajó con ahínco:
escribió un tratado sobre mecánica, un tratado sobre fortificación
militar,..
Posteriormente buscó otros campos para inventar aparatos útiles y
rentables( pues su economía no era suficiente para hacer frente a
todos su gastos), inventó un artilugio para medir la temperatura, un
nuevo método para sacar grandes cantidades de agua de los
acuíferos, instrumentos para uso de los artilleros,..
El año 1602 anunció el
descubrimiento del isocronismo de
las oscilaciones pendulares.
En 1604, en una carta a su amigo
Paolo Sarpi se encuentra la ley de
caida de graves, aún de manera muy
esquemática.
Paolo Sarpi

33. El termómetro de Galileo es un termómetro
formado por un tubo de vidrio que contiene un
líquido transparente con un coeficiente de
dilatación mayor que el del agua.1​ y un conjunto de
ampollas de vidrio soplado sumergidas en él.
Al aumentar la temperatura, la densidad de las
ampollas se mantiene prácticamente constante, no
así la del líquido, que disminuye apreciablemente.
Este cambio de densidad altera la flotabilidad de las
ampollas. La posición de la ampolla que presente
flotabilidad neutra indica la temperatura.
Fue diseñado por miembros de la Accademia
del Cimento, entre los cuales se encontraban
alumnos de Galileo. Aunque este termómetro
fue nombrado en honor a Galileo, como
muestra de reconocimiento por haber
descubierto el principio en el cual se basa este
termómetro —que la densidad de un líquido
cambia de acuerdo con su temperatura— no
fue inventado por él. Por otra parte, a Galileo
sí se le atribuye la invención del termoscopio

34. Un termoscopio es un
dispositivo que muestra cambios
en la temperatura. Un diseño
típico es un tubo de vidrio con
una ampolla en su parte superior
en el que el nivel de una
columna de líquido asciende o
desciende en función de los
cambios de temperatura. Los
termómetros modernos
evolucionaron gradualmente a
partir de este diseño básico, con
la adición de una escala a
principios del siglo XVII y la
normalización de su diseño a
través de los siglos XVII y XVIII

35. 1604.- Cuando Galileo estaba enfrascado en sus investigaciones
sobre la mecánica llegó la noticia de que había aparecido una nueva
estrella en el firmamento. Era la La supernova 1604 (SN 1604),
también conocida como la supernova de Kepler, detectada en la
constelación de Ofiuco. Galileo aparcó sus investigaciones mecánicas
y se dedicó en cuerpo y alma a estudiar la nueva estrella..

36. Los astrónomos aristotélicos, por su parte, también centraron toda su
atención en el fenómeno. Fieles al dicho aristotélico de que el cielo
está formado por una quinta essentia, el éter, y que ese éter es
divino, imperecedero e inmutable, cualquier cambio aparente en este
campo representaba un peligro potencial para toda la construcción
teórica.
El trasfondo de esta polémica era la cuestión de si los matemáticos
podían resolver una cuestión filosófica, como era la de la inmutabilidad
del cielo, sirviéndose únicamente de la observación, las mediciones y
los cálculos matemáticos. Evidentemente los aristotélicos pensaban que
NO.

37. Las conclusiones de Galileo sobre la nueva estrella eran erróneas,
él creía que estaba formada por emanaciones terrestres muy tenues
que reflejaban de algún modo la luz del sol; pero sí tenía claro, a
diferencia de los aristotélicos, que la estrella se encontraba en la
zona del firmamento supuestamente inmutable.
Dio tres lecciones en su Universidad ante un nutridísimo auditorio
que le escuchó con interés.

38. En mayo de 1609, Galileo
recibe de París una carta del
francés Jacques Badovere, uno
de sus antiguos alumnos, quien
le confirma un rumor
insistente: la existencia de un
“telescopio”( el objeto aún no
tenia ese nombre) que permite
ver los objetos lejanos.
Fabricado en Holanda, por
Hans Lippershey, este
“telescopio” habría permitido
ver estrellas invisibles a simple
vista.
Reinvención del Telescopio

39. Con esta única descripción, Galileo, construye
su primer telescopio. Al contrario que el
telescopio holandés, éste no deforma los
objetos y los aumenta 6 veces, o sea el doble
que su oponente. También es el único de la
época que consigue obtener una imagen
derecha gracias a la utilización de una lente
divergente en el ocular. Este invento marca
un giro en la vida de Galileo.
El 25 agosto de 1609, apenas terminado su
segundo telescopio (aumenta ocho o nueve
veces), lo presenta al Senado de Venecia. La
demostración tiene lugar en la cima del
Campanile de la plaza de San Marcos. Los
espectadores quedan entusiasmados: ante
sus ojos, Murano, situado a 2 km y medio,
parece estar a 300 m solamente. Campanile de la plaza
de San Marcos

40. Telescopio de Galileo
Telescopio de Kepler