伽利略发现木星的卫星和金星的相位

伽利略的发现

在16世纪的欧洲，大多数人相信太阳和所有天体都围绕地球旋转。自公元1世纪埃及数学家托勒密提出天体在天空中的运动以来，这种解释一直占据着主导地位。

天主教会对圣经的解释似乎支持托勒密的观点，即地球是宇宙的中心。《圣经》中的经文，如《传道书》第1章5节，“太阳升起，太阳落下，匆匆回到它升起的地方”，为托勒密的模型提供了支持。这就是一个名叫伽利略·伽利雷的意大利年轻人所接受的世界观。

随着时间的推移，他的信仰发生了变化，与波兰天文学家尼古拉·哥白尼(Nicolaus Copernicus)一致，哥白尼认为太阳是宇宙的中心。在那个宗教和科学融合的时代，伽利略是一位大胆的思想家，因此，对宇宙秩序发表宏伟的新宣言是一件危险的事情。

在比萨大学接受数学和医学教育后，伽利略开始教学和研究自然。他的工作奠定了现代物理科学的基础，并将导致科学革命。作为一个天才的发明家，他把一个客厅里的玩具，望远镜，变成了一个有用的望远镜，对研究天空很有用，对水手也很实用。

伽利略对木星卫星和金星相位的仔细观察将有助于为托勒密的理论钉上棺材的钉子;然而，这将把伽利略置于强大的天主教会的靶心。

伽利略改进了望远镜

当伽利略·伽利雷还是意大利帕多瓦大学的数学系主任时，他听说荷兰玻璃制造商发明了一种设备，可以让观众看到非常遥远的物体，就像它们就在附近一样。伽利略对这个想法感到惊讶，他必须有一个。他对荷兰的设计进行了改进，并通过磨自己的镜头制作了一款。1609年8月25日，他向威尼斯城邦元老院展示了自己设计的改进后的、更强大的望远镜。政府的管理人员对这台望远镜及其在海上发现船只方面的潜在用途印象深刻，因此他们奖励这位教授更高的薪水和终身教职。现在伽利略将把他的新望远镜对准天空进行观测，这将改变人类对宇宙的看法。

木星卫星的观测

木星是夜空中最明亮的“流浪者”之一，它是离太阳第五远的行星。没有人确切知道木星是什么时候被发现的，因为它自古以来就为人所知。在伽利略之前，围绕木星运行的卫星家族的存在尚不为人知。1610年1月7日，当伽利略将望远镜对准木星时，他看到了行星体附近的三颗恒星。这些恒星比其他相似星等的恒星更亮。他发现它们与黄道平行，在同一平面上成一条直线，其中一颗“星”位于他的西面，两颗位于他的东面。伽利略认为它们是“固定的恒星”，并没有注意到它们与木星的距离。

第二天晚上，当伽利略再次观察“星星”时，三个光点比前一晚更靠近彼此。而且，它们几乎是等距的。伽利略好奇的头脑开始思考他连续两个晚上观察到的光点位置变化的原因。伽利略一直在观察这些“固定恒星”，发现它们相对于行星的位置在不断地移动。十月夜，从地球上的观测者的角度来看，他把其中一个光点的消失归因于它的位置从木星的正面到背面的变化。伽利略只看到了木星以东的两颗恒星。在第十一晚的观测中，他的望远镜揭示了同样的情况，然而最东边的恒星是它的邻居的两倍大。他反复思考自己的观察结果，写道:“……天空中有三颗恒星围绕木星旋转，就像金星和水星围绕太阳旋转一样。”

伽利略对金星的观测

从1610年秋天开始，伽利略还通过他的小型望远镜观测到了金星。对金星的观测结果非常有收获。在几个月的时间里，他观察到金星经历了一系列的阶段，从一个小的圆形圆盘到各种月牙形的阶段。这种行为类似于月球在一个月内从地球上看到的不同阶段。这些观察结果将会对哪种宇宙模型是正确的产生影响。

伽利略出版《恒星信使》

根据他的观察，他得出结论，这三个光点并非如他最初推测的那样是固定的恒星，而是这颗行星的天然卫星——就像月球之于地球一样。这是一项重大成就，是与他的名字有关的最重要的发现之一。伽利略刚刚发现了木星最大的三颗卫星。在后来的观测中，他在1611年1月12日发现了第四颗木星卫星。直到3月22日，他一直在观测围绕木星旋转的四颗卫星，专注于确定它们的运动。作为参考，他使用望远镜提供给他的领域内的固定恒星。通过对这些天体的持续观测，伽利略在1611年中期还估算出了月球的每个周期，这与现代的测量非常接近。

科学界起初对伽利略能做出如此惊人的发现表示怀疑。但他的观察很快就得到了其他观察者的证实。

伽利略将这四颗卫星命名为“美第奇星”，以托斯卡纳大公的家族命名，他未来的赞助人科西莫二世·德·美第奇。他把这一发现的官方描述奉献给了的恒星信使这是他在观察后不久写的。它包含了伽利略早期对多山的月球的观测结果，在银河系中肉眼无法看到的数百颗恒星，以及似乎围绕木星运行的美第奇星。“美第奇星”被后来的天文学家重新命名为伽利略卫星。现代科学学生知道伽利略卫星的名字——木卫四、木卫二、木卫三和木卫一。这是一个革命性的发现，因为它不符合地心说，即所有的天体都必须围绕地球旋转。

银河系只不过是由无数恒星组成的星团。

——伽利略

木星卫星和金星相位发现的意义

木星四颗卫星的发现具有深远的意义，即地球不是宇宙的中心。地心说阵营的反应是可以预见的。亚里士多德的忠实追随者对伽利略发表的作品不屑一顾，尽管作者一再要求用望远镜观察，帕多瓦的主要哲学教授们却拒绝自己去观察。第一次印刷的恒星信使很快就卖光了。最重要的思想家坚持认为，围绕木星旋转的人造卫星是不存在的。他们继续否认在地球以外的宇宙中存在运动中心的可能性。

伽利略对金星不同相位的观测进一步支持了伽利略提出的太阳系日心说模型Nicolaus哥白尼．在他的模型中，所有的相位都是可见的，因为金星在太阳的另一边时，它围绕太阳的轨道会导致它被照亮的半球面向地球。同样，该模型预测，当金星位于地球和太阳之间时，它的表观尺寸会更大，地球上的观察者将看到行星的黑暗面。与伽利略的观测结果不同的是托勒密的地心说模型，在该模型中，行星的任何轨道都不可能与承载太阳的球壳相交，因此不能显示出伽利略观测到的所有相位。

伽利略和宗教法庭

伽利略支持哥白尼的太阳中心宇宙模型，这使他与天主教会的信仰直接对立，天主教会支持托勒密的地球中心宇宙模型。当伽利略的太阳中心思想在意大利传播开来时，反对的声音开始从学者和教会官员群体中发展起来。伽利略试图通过给大公夫人写信解释自己的立场来平息争议。这封信产生了相反的效果，有人呼吁将伽利略作为异教徒进行调查。

被教会的宗教裁判所传唤是一件危险的事情，因为他们有权监禁甚至处决异教徒。虽然他没有被正式指控为异端，但他在1615年前往罗马会见了宗教裁判所的负责人。伽利略为自己辩护，但无济于事;教会官员发现日心说“在哲学上是愚蠢和荒谬的，在形式上是异端邪说。”枢机主教告诫伽利略“不要以任何方式，无论是口头还是书面，持有、教授或捍卫”哥白尼的理论。这位天文学家被迫放弃了哥白尼的观点，哥白尼的著作也被列入了教会的禁书名单。

由于无法抑制自己对日心说的信仰，伽利略写下了他的巨著，关于两大世界体系的对话．在这部作品中，他进一步捍卫了哥白尼的理论，并成功地得罪了教皇。因此，他的书被禁了，伽利略的余生都被软禁在家。尽管教会努力压制伽利略的声音，并将他的工作湮没在历史的长河中，但他仍然是现代科学之父。像阿尔伯特·爱因斯坦和史蒂芬·霍金这样的当代科学名人都称赞伽利略为现代科学的诞生负责。

伽利略·伽利雷的生活时间轴

1564年2月15日，生于意大利比萨。六七个孩子中的老大。

1589年，在比萨大学教数学。

1592年，成为帕多瓦大学的数学教授。讲授几何和天文学。

1602年，开始用钟摆做实验。

1604年，开始对运动中的物体进行实验。观测者发现了一颗新星(超新星)。

1606年发明了一种温度计。

1609年，建造望远镜并观测月球。

1610年的今天，发现了木星的四个最大的卫星和金星的相位。出版《星之使者》(的星际信使）.

1616年的今天，宗教裁判所的红衣主教们禁止他们持有哥白尼的宇宙日神中心模型的观点。

1624年的今天，教皇乌尔班七世向他保证，他可以把他对宇宙的新看法写下来。

1632年，托勒密和哥白尼出版了《关于世界上两个主要体系的对话》。

1633年的今天，他因异端观点被软禁。

1642年的今天，在阿塞特里的家中去世。

参考文献

• 克洛泽,j。六大科学家:哥白尼、伽利略、牛顿、达尔文、玛丽、居里、爱因斯坦．纽约:巴诺书店，1995。
• 莫里斯·菲诺奇亚罗(编辑和翻译)本质的伽利略．哈克特出版有限公司，2008。
• Fortey,杰奎琳。伟大的科学家．纽约:DK企鹅兰登书屋，2011。
• Heilborn J.L.伽利略．牛津大学出版社，2010。
• 西方,道格。《伽利略·伽利雷传》．C&D出版，2015。

据作者所知，这些内容是准确和真实的，并不意味着要取代来自合格专业人士的正式和个性化的建议。

©2020 Doug West

评论

道格·韦斯特(作者)2020年9月30日，美国密苏里州:

Bhavesh:

我认为伽利略的工作在他的一生中没有被接受，他与宗教裁判所的麻烦是他的故事如此有趣的原因之一。这是一个集发现与悲剧于一身的故事。

Bhavesh沙2020年9月29日在孟买的讲话:

伽利略的工作在他的时代没有被接受，这是一个悲剧。有时你的工作在今生不会被接受，但在未来会使许多人受益，这让人很伤心。世界就是这样运转的，在曾经生活过、工作过、被遗忘过的人的灰烬上重生……

道格·韦斯特(作者)2020年9月29日，美国密苏里州:

弗兰:

谢谢你的评论。伽利略领先于他的时代，这几乎让他在宗教法庭上丢掉了性命。

弗兰骗2020年9月29日，俄亥俄州托莱多:

这篇文章非常棒，信息量很大。我不知道伽利略被当作异教徒调查。他的知识领先于时代。我每天都学一些新东西。谢谢你的启发。