Was hat Galileo erfunden?

Galileo gilt als einer der größten Astronomen aller Zeiten. Galileo ist jedoch auch bekannt für die zahlreichen wissenschaftlichen Erfindungen, die er zu Lebzeiten gemacht hat.

Dazu gehörten sein berühmtes Teleskop, aber auch eine Reihe von Geräten, die einen tiefgreifenden Einfluss auf die Vermessung, den Einsatz von Artillerie, die Entwicklung von Uhren und die Meteorologie haben würden. Galileo schuf viele davon, um zusätzliches Geld für die Unterstützung seiner Familie zu verdienen. Aber letztendlich würden sie dazu beitragen, seinen Ruf als der Mann zu festigen, der jahrhundertelange Vorstellungen in Frage stellte und die Wissenschaften revolutionierte.

Hydrostatisches Gleichgewicht:

Inspiriert von der Geschichte von Archimedes und seinem „Eureka“ -Moment begann Galileo zu untersuchen, wie Juweliere Edelmetalle in der Luft wiegen und dann durch Verdrängung ihr spezifisches Gewicht bestimmen. 1586, im Alter von 22 Jahren, theoretisierte er eine bessere Methode, die er in einer Abhandlung mit dem Titel beschrieb La Bilancetta (oder "The Little Balance").

In diesem Traktat beschrieb er eine genaue Waage zum Wiegen von Dingen in Luft und Wasser, bei der der Teil des Arms, an dem das Gegengewicht aufgehängt war, mit Metalldraht umwickelt war. Der Betrag, um den das Gegengewicht beim Wiegen in Wasser bewegt werden musste, konnte dann durch Zählen der Anzahl der Drahtwindungen sehr genau bestimmt werden. Dabei konnte das Verhältnis von Metallen wie Gold zu Silber im Objekt direkt abgelesen werden.

Galileos Pumpe:

1592 wurde Galileo zum Professor für Mathematik an der Universität von Padua ernannt und unternahm häufige Reisen zum Arsenal – dem inneren Hafen, in dem venezianische Schiffe ausgerüstet wurden. Das Arsenal war seit Jahrhunderten ein Ort der praktischen Erfindung und Innovation, und Galileo nutzte die Gelegenheit, um mechanische Geräte im Detail zu untersuchen.

1593 wurde er zur Platzierung von Rudern in Galeeren konsultiert und legte einen Bericht vor, in dem er das Ruder als Hebel behandelte und das Wasser korrekt zum Drehpunkt machte. Ein Jahr später erteilte ihm der venezianische Senat ein Patent für ein Gerät zur Wasseraufbereitung, das für den Betrieb auf einem einzigen Pferd beruhte. Dies wurde zur Basis moderner Pumpen.

Für einige war Galileos Pumpe lediglich eine Verbesserung der Archimedes-Schraube, die erstmals im 3. Jahrhundert v. Chr. Entwickelt und 1567 in der venezianischen Republik patentiert wurde. Es gibt jedoch offensichtliche Hinweise, die Galileos Erfindung mit Archimedes früherem und weniger ausgefeiltem Design in Verbindung bringen.

Pendeluhr:

Während des 16. Jahrhunderts war die aristotelische Physik immer noch die vorherrschende Methode, um das Verhalten von Körpern in der Nähe der Erde zu erklären. Zum Beispiel wurde angenommen, dass schwere Körper ihren natürlichen Platz oder ihre Ruhe suchten – d. H. Im Zentrum der Dinge. Infolgedessen gab es keine Mittel, um das Verhalten von Pendeln zu erklären, bei denen ein schwerer Körper, der an einem Seil aufgehängt war, hin und her schwang und nicht in der Mitte Ruhe suchte.

Galileo hatte bereits Experimente durchgeführt, die zeigten, dass schwerere Körper nicht schneller fielen als leichtere – ein weiterer Glaube, der mit der aristotelischen Theorie übereinstimmt. Darüber hinaus demonstrierte er auch, dass Objekte, die in die Luft geworfen werden, in parabolischen Bögen wandern. Aufgrund dieser und seiner Faszination für die Hin- und Herbewegung eines schwebenden Gewichts begann er 1588 mit der Erforschung von Pendeln.

1602 erklärte er seine Beobachtungen in einem Brief an einen Freund, in dem er das Prinzip des Isochronismus beschrieb. Nach Galileo wurde mit diesem Prinzip behauptet, dass die Zeit, die das Pendel zum Schwingen benötigt, nicht mit dem Bogen des Pendels zusammenhängt, sondern mit der Länge des Pendels. Beim Vergleich von zwei Pendeln ähnlicher Länge zeigte Galileo, dass sie trotz unterschiedlicher Länge mit derselben Geschwindigkeit schwingen würden.

Laut Vincenzo Vivian, einem der Zeitgenossen von Galileo, schuf Galileo 1641 unter Hausarrest einen Entwurf für eine Pendeluhr. Leider war er zu dieser Zeit blind und konnte es vor seinem Tod im Jahr 1642 nicht fertigstellen. Infolgedessen veröffentlichte Christiaan Huygens 'Veröffentlichung von HorologriumOszillatorium1657 wird als erster aufgezeichneter Vorschlag für eine Pendeluhr anerkannt.

Der Sektor:

Die Kanone, die 1325 erstmals in Europa eingeführt wurde, war zu Galileos Zeiten zu einer Hauptstütze des Krieges geworden. Die Kanoniere waren anspruchsvoller und mobiler geworden und benötigten Instrumente, um ihr Feuer zu koordinieren und zu berechnen. Als solches entwickelte und verbesserte Galileo zwischen 1595 und 1598 einen geometrischen und militärischen Kompass für Kanoniere und Vermesser.

Bestehende Schützenkompasse stützten sich auf zwei Arme im rechten Winkel und eine kreisförmige Skala mit einer Lotlinie, um die Höhen zu bestimmen. In der Zwischenzeit wurden mathematische Kompasse oder Teiler, die in dieser Zeit entwickelt wurden, mit verschiedenen nützlichen Skalen an den Beinen entworfen. Galileo kombinierte die Verwendung beider Instrumente und entwarf einen Kompass oder Sektor, in dessen Beine viele nützliche Skalen eingraviert waren, die für eine Vielzahl von Zwecken verwendet werden konnten.

Zusätzlich zu einer neuen und sichereren Möglichkeit für Kanoniere, ihre Kanonen genau anzuheben, bot es auch eine schnellere Möglichkeit, die benötigte Menge an Schießpulver basierend auf der Größe und dem Material der Kanonenkugel zu berechnen. Als geometrisches Instrument ermöglichte es die Konstruktion eines beliebigen regulären Polygons, die Berechnung der Fläche eines beliebigen Polygons oder Kreissektors und eine Vielzahl anderer Berechnungen.

Galileos Thermometer:

Während des späten 16. Jahrhunderts gab es für Wissenschaftler keine praktischen Mittel zur Messung von Wärme und Temperatur. Versuche, dies innerhalb der venezianischen Intelligenz zu korrigieren, führten zum Thermoskop, einem Instrument, das auf der Idee der Luftausdehnung aufgrund der Anwesenheit von Wärme aufbaute.

In ca. 1593 konstruierte Galileo seine eigene Version eines Thermoskops, das sich auf die Expansion und Kontraktion von Luft in einer Glühbirne stützte, um Wasser in einem angeschlossenen Rohr zu bewegen. Im Laufe der Zeit arbeiteten er und seine Kollegen an der Entwicklung einer numerischen Skala, mit der die Wärme anhand der Ausdehnung des Wassers im Rohr gemessen werden kann.

Und während es ein weiteres Jahrhundert dauern würde, bis Wissenschaftler wie Daniel G. Fahrenheit und Anders Celsius mit der Entwicklung universeller Temperaturskalen begannen, die in solchen Instrumenten verwendet werden könnten, war das Thermoskop von Galileo ein großer Durchbruch. Sie konnte nicht nur die Wärme in der Luft messen, sondern lieferte erstmals auch quantitative meteorologische Informationen.

Galileos Teleskop:

Während Galileo das Teleskop nicht erfand, verbesserte er sie erheblich. Im Laufe vieler Monate im Jahr 1609 enthüllte er mehrere Teleskopdesigns, die zusammen als galiläische Teleskope bekannt wurden. Das erste, das er zwischen Juni und Juli 1609 baute, war ein Fernglas mit drei Antrieben, das er bis August durch ein Instrument mit acht Antrieben ersetzte, das er dem venezianischen Senat vorstellte.

Im folgenden Oktober oder November gelang es ihm, dies mit der Schaffung eines 20-motorigen Teleskops zu verbessern – genau des Teleskops, mit dem er den Mond beobachtete, die vier Satelliten des Jupiter (später als Galiläische Monde bekannt) entdeckte und das erkannte Phasen der Venus und Auflösung von Nebelflecken in Sterne.

Diese Entdeckungen halfen Galileo, das kopernikanische Modell voranzutreiben, das im Wesentlichen besagte, dass die Sonne (und nicht die Erde) das Zentrum des Universums war (auch bekannt als Heliozentrismus). Er würde seine Entwürfe weiter verfeinern und schließlich ein Teleskop schaffen, das Objekte um den Faktor 30 vergrößern könnte.

Obwohl diese Teleskope nach modernen Maßstäben bescheiden waren, waren sie eine enorme Verbesserung gegenüber den Modellen, die zu Galileos Zeiten existierten. Die Tatsache, dass er es geschafft hat, sie alle selbst zu konstruieren, ist ein weiterer Grund, warum sie als seine beeindruckendsten Erfindungen gelten.

Aufgrund der von ihm geschaffenen Instrumente und der Entdeckungen, die sie gemacht haben, gilt Galileo zu Recht als eine der wichtigsten Figuren der wissenschaftlichen Revolution. Seine vielen theoretischen Beiträge in den Bereichen Mathematik, Ingenieurwesen und Physik stellten auch aristotelische Theorien in Frage, die seit Jahrhunderten akzeptiert wurden.

Kurz gesagt, er war einer der wenigen Menschen, die durch ihr unermüdliches Streben nach wissenschaftlicher Wahrheit unser Verständnis des Universums und der grundlegenden Gesetze, die es regeln, für immer verändert haben.

Das Space Magazine hat Artikel über Galileos Teleskop und Wissenschaftler wollen Galileos Körper exhumieren.

Weitere Informationen finden Sie im Galileo-Projekt und im Galileo-Teleskop sowie in den Gesetzen der Dynamik.

Astronomy Cast hat eine Episode über die Auswahl und Verwendung eines Teleskops und wie man sein eigenes baut.

Quelle: NASA

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