意大利人伽利略与开普勒处于同一个时代,他被誉为“现代”首个伟大的物理学家(那时人们称物理学为哲学)。伽利略革命性地改变了我们的运动观和天文观。他和开普勒都对1604年的超新星——天空中突然变亮的物体——进行了观测。由于没有视差,伽利略意识到这个物体应该是距我们十分遥远的恒星,这也就解释了为什么它如此之亮。现在我们知道,超新星就是一个正在经历大爆发的恒星。我们将在第18章继续探讨超新星的问题。
望远镜并非伽利略所发明,但是当他听说这一设备后立马自己制造了一台,并首次将望远镜应用于天文观察。伽利略最重要的发现之一就是首次对木星的4颗卫星进行了观测。通过在不同时间观察这些卫星,伽利略断言它们所围绕的行星是木星而不是地球。当然,伽利略的研究表明,假定行星围绕太阳——而不是地球——旋转要简单得多,但许多天文学家仍然不愿意放弃“地心说”。
伽利略对太阳黑子也进行了研究。黑子是太阳表面亮度较低的斑点,在伽利略之前,天文学家相信黑子不在太阳表面,而是在太阳前面移动。然而,伽利略指出,黑子在靠近太阳边缘时的移动速度比它靠近太阳中心时要慢。伽利略对这一现象的解释为,太阳按一个恒定的角速度自转,当一个黑子靠近太阳边缘时,由于太阳的自转,黑子的运动方向在很大程度上是朝向或远离地球,这就让它的运动显得比较慢。伽利略的研究推翻了那些认为太阳完美无瑕和认为太阳不自转的观点。
在其著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》中,伽利略大力推崇了“日心说”。由于教会的禁令,伽利略没有直接宣扬哥白尼的观点,而是在书中引进了三个角色:Salviati,Simplico和Segredo。利用伽利略观测所得,Salviati大力倡导了“日心说”,而Simlico则为亚里士多德的“地心说”进行了辩解。Segredo听了两人的辩论后,最终被Salviati的雄辩折服。尽管伽利略在前言中声称自己并不相信哥白尼体系,教会还是将他的著作列为禁书(哥白尼和开普勒的著作受到了同样的待遇),伽利略的后半生也在教会的软禁中度过。
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