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El desarrollo de la mecánica como ciencia

Galileo Galilei (1564-1642)

strónomo y físico italiano, nacido en Pisa. Desde Arquímedes, el mundo no había producido un científico de su nivel. Puede decirse que la ciencia se divide en antes de Galileo y después de él. Galileo no se contentó como los griegos en observar, él hacía experimentos y a las cosas que observaba les asociaba cantidades y trataba de encontrar relaciones matemáticas entre ellas que explicaran el fenómeno con simplicidad y generalidad. Describía su trabajo con gran claridad, precisión y belleza.

Es el primero de los científicos modernos y uno de los más grandes que ha producido la humanidad. Al leer sus escritos nos damos cuenta de que su método experimental es totalmente válido en la actualidad. A los diez y siete años de edad observó que un candelabro de la catedral de Pisa, al ser movido por el viento, le tomaba el mismo tiempo en hacer una oscilación pequeña que una grande. Empleó como medida del tiempo el latido de su corazón. De regreso a su casa, construyó dos péndulos simples de igual longitud, esto es, formados por un hilo con una pequeña esfera de metal en un extremo. Observo que los dos péndulos, oscilando a diferentes amplitudes, empleaban el mismo tiempo en completarla.

También encontró que el tiempo de oscilación de un péndulo es proporcional a la raíz cuadrada de la longitud. Así, un péndulo que sea cuatro veces más largo que otro, tendrá un tiempo de oscilación doble que el de menor longitud. Diez años después de la muerte de Galileo, Huygens empleó sus resultados para construir el primer reloj de precisión controlado por un péndulo.

Fue el primer científico que empleó un telescopio para observar el cielo. Encontró que la Vía Láctea estaba formada por miles y miles de estrellas y no era una nube como se creía en su tiempo. Descubrió que la superficie de la Luna era muy irregular, con hondos valles y altas montañas. Observó que Júpiter tenía cuatro satélites que giraban a su alrededor.

En la publicación El Mensajero Sideral de 1610, Galileo dice:

Tenemos otro argumento notable y magnífico para acabar con los escrúpulos de aquellos que pueden tolerar la idea de que los planetas giran en derredor del Sol, conforme al sistema de Copérnico, pero se sienten turbados con la doctrina de que la Luna se mueve en torno de la Tierra, que a su juicio, esta teoría del Universo debe rechazarse por imposible. Pues es de saber que ahora no sólo tenemos un planeta que gira alrededor de otro, mientras recorren ambos una amplia órbita en torno del Sol, sino que nuestra vista nos presenta cuatro satélites volteando en torno de Júpiter, como la Luna en torno de la Tierra, mientras el sistema entero describe, en el espacio de doce años, una inmensa órbita en torno del Sol.

En su libro Diálogo sobre los dos mayores sistemas del mundo, Galileo habla del sistema de Copérnico y del de Tolomeo, quien considera a la Tierra fija, y al Sol y los planetas girando en torno a ella. Galileo le da la razón a Copérnico.

Galileo observó las manchas solares y que éstas se movían por lo que dedujo que el Sol giraba alrededor de su eje en veintisiete días. Todo esto contradecía las ideas de Aristóteles de que la Tierra estaba fija y que todos los objetos celestes giraban alrededor de la Tierra y que además dichos objetos eran perfectos. Estas ideas eran compartidas por la iglesia católica y la protestante, por lo que Galileo fue acusado de herejía y tuvo que declarar que la Tierra no se movía.

Hay que recordar que Giordano Bruno, por propagar la idea de que la Tierra se movía, entre otros cargos, fue expulsado de Ginebra por los protestantes y quemado por los católicos en Roma en 1600. Sobre el telescopio de Galileo se tratará en el capítulo dedicado a la óptica.

El trabajo más importante de Galileo fue el desarrollo de la mecánica como ciencia. En 1638, cuatro años antes de su muerte, logró que se publicara su libro Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nouove scienze que se divide en cuatro capítulos, los dos primeros se dedican al estudio de la estática y la resistencia de los materiales que se emplean en el cálculo de estructuras fijas, como los edificios, los puentes, las presas, etc., y los otros dos del movimiento de los cuerpos y los proyectiles, o sea la cinemática.

Galileo dice que un cuerpo que cae tiene suficiente "impulso" para volver a subir al punto de partida, lo que equivale al principio de la conservación de la energía. También construyó el primer termómetro empleando la expansión de los gases con el calor. Para realizar sus investigaciones sobre la caída de los cuerpos, Galileo utilizó la Torre Inclinada de Pisa.

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