Galileo Galilei es una de las figuras centrales de la historia de la ciencia; fue quien fundamentó la mecánica y dibujó los conceptos centrales en los que se basaría la ciencia moderna; sus trabajos aseguraron el triunfo del sistema copernicano, inauguraron una forma clara de investigación empírica y también el razonamiento estricto de manera geométrica. ¿Qué quiere decir esto? Que Galileo es un científico moderno en el sentido de que interrogaba a la naturaleza por medio de experimentos concretos y también mentales. Era un adelantado para su época como la mayoría de los otros astrónomos que mencionamos en esta línea de tiempo; y como suele ocurrir a los adelantados, no fue comprendido por sus contemporáneos y tuvo que pagar por ello. Eso fue lo que ocurrió con Galileo, condenado por la iglesia, quien de esta manera lo transformó en un mártir y en un símbolo de la lucha entre la razón y el oscurantismo. Juan Pablo II "perdonó" al excomulgado Galileo en 1992, 359 años después de que la Iglesia Católica lo hubiera condenado. Lo que el Papa no dijo fue Galileo tenía razón, que la Tierra gira alrededor del Sol y que la Iglesia había sostenido con sangre su error por siglos.
Galileo nació en Pisa en 1564; enseñó primero en la Universidad de esa ciudad y luego en la de Padua. De estudiante orientó sus preocupaciones hacia la matemática teórica aunque se interesó más por la matemática aplicada, la técnica, y en general la observación empírica. Era bastante joven cuando comenzó con a revelar algunas particularidades de la naturaleza y su relación con las matemáticas: en 1583 descubrió el isocronismo de las oscilaciones del péndulo, es decir que todas las oscilaciones duran lo mismo no importa a qué altura llegue el péndulo en su oscilar: en el vacío lo compensará con más o menos velocidad para tardar siempre lo mismo. En 1586 construyó una balanza capaz de determinar el peso específico de los cuerpos. En 1592 obtuvo el nombramiento de profesor de matemáticas en Padua. En 1597 escribió una carta a Kepler, (con quien intercambiaría mucha correspondencia) en la que le aseguraba que llevaba años convencido de la corrección del modelo copernicano y que había escrito algunos argumentos en su favor, pero que no se animaba a publicarlos "atemorizado por el destino del mismo Copérnico, nuestro maestro". Evidentemente no estaba equivocado: tres años más tarde quemarían a Giordano Bruno vivo por defender la teoría copernicana.
Sin embargo, algo cambió en 1609. Ese año Galileo recibió la noticia de unos anteojos flamencos que permitían aumentar el tamaño de las imágenes. Con una descripción algo rudimentaria y mucha prueba y error, Galileo logró armar un telescopio que le permitiera aumentar el tamaño de los objetos hasta unas veinte veces, según él mismo cuenta. Cuando presentó su invención al gobierno de Venecia logró un aumento de su retribución anual en varios miles de florines.
Como vemos, el telescopio no es un invento de Galileo en sentido estricto. Lo que él sí inventa es que este aparato puede ser un medio para conocer mejor el mundo y no una simple curiosidad. Muchos contemporáneos suyos desconfiaban de la utilidad del instrumento (en un principio el mismísimo Kepler lo rechazó) y otros simplemente lo ridiculizaron y se negaron a siquiera acercarse a mirar. Hasta tal punto llegaba la desconfianza en los instrumentos, que los militares no lo utilizaban para sus guerras. Pero a Galileo sí se le ocurre dirigirlo al cielo y ver mejor gracias a él para descubrir manchas solares (lo que le valió una dura polémica con un jesuita alemán llamado Scheiner), valles y montañas en la Luna, los satélites de Júpiter, que la Vía Láctea es un tupido conjunto de estrellas y no una nebulosa que refleja el brillo del Sol o de la Luna y muchas otras cosas que habían estado ocultas a los ojos humanos. Galileo ve lo que nadie había visto.
El impacto de sus observaciones fue enorme. Alcanzaba con la observación de los satélites de Júpiter en enero de 1610 para asestar un golpe mortal a los ataques al sistema de Copérnico. Es que una objeción de los anticopernicanos era que si todos los astros efectúan su revolución alrededor del Sol, no se comprende por qué la Luna constituye una excepción girando alrededor de la Tierra; la existencia de los satélites de Júpiter destruía esa objeción y mostraba que el "girar alrededor" era un fenómeno mucho más general y que la Tierra no era el único centro posible.
Decía Galileo: "Queda fuera de duda el que [los satélites observados] cumplan sus revoluciones alrededor de Júpiter, mientras que en torno del Sol giran todos, conjuntamente, en un período de doce años (..) por otra parte, tenemos un excelente y clarísimo argumento para librar de escrúpulos a quienes, con aceptar ecuánimemente según el sistema de Copérnico la revolución de los planetas en torno del Sol, se ven tan perturbados por la traslación de la única Luna alrededor de la tierra (...) pues ahora no se trata de un solo y único planeta que gire en torno de otro, sino que nuestros sentidos nos muestran cuatro estrellas errantes alrededor de Júpiter, así como la Luna alrededor de la Tierra" (Siderius Nuncius). Además del problema de la unicidad, el descubrimiento de los cuatro satélites de Júpiter mostraba que este planeta podía moverse sin perderlos, arrastrándolos, y confirmaba que era posible que distintos cuerpos celestes siguieran a otros varios como hacía la Luna con la Tierra, algo que Copérnico no explicaba.
Los resultados obtenidos fueron ampliamente discutidos por la sospecha que pesaba sobre las primitivas lentes. Esta desconfianza llegaba, incluso, a considerar que los astros eran imágenes falsas dadas por el instrumento mismo. De hecho aún hoy se sigue discutiendo el problema de si el telescopio estaba o no "cargado de teoría". Incluso Kepler se mostró reticente en un comienzo; pero cuando recibió una lente enviada por el propio Galileo aceptó la evidencia y en su Narratio de observatis a se quatuor Jovis satellitibus erronibus expuso sus propias observaciones, las cuales confirmaron sin ambigüedades, desde septiembre de 1610, los descubrimientos galileanos. Otra evidencia a favor de la teoría copernicana, en tanto debilitaba la física aristotélica (que decía que los cuerpos celestes son esferas perfectas), eran las manchas solares y la existencia de valles y montañas en la Luna. Aristóteles estaba equivocado. Ahora se hacía necesario remplazar su física por una que apoyara el modelo copernicano.
Con el empujón de la evidencia que le acercaba el telescopio, Galileo se volvió menos cauto. En 1616, el Santo Oficio (la Inquisición) declaró impía la opinión que coloca al Sol en el centro del mundo y se le prohibió a Galileo enseñar o defender las teorías heréticas.
En 1623 Galileo publicó Il Saggiatore y ese mismo año un conocido cercano asumió el papado con el nombre de Urbano VIII. Galileo volvió a sentirse confiado y protegido y escribió Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo, donde resumió su filosofía antiaristotélica; sin preocuparse por la complejidad de los movimientos planetarios -sigue desconociendo el alcance de los trabajos de Kepler -, expuso sus ideas sobre el sistema del mundo, con lo cual su mecánica se hizo el complemento indispensable del copernicanismo. En realidad Galileo prepara la síntesis newtoniana, pero sin sospechar en ningún momento que el movimiento de los planetas y el de los proyectiles pudieran ser descritos según la misma ley.
Pero se mueve:
El proceso de Galileo es probablemente, junto con el de Giordano Bruno, la expresión máxima de la lucha entre razón y religión. Como parte de un ataque más frontal al Papa Urbano VIII, amigo personal de Galileo, el astrónomo fue blanco de ataques más directos en junio de 1632. Ya no era suficiente la introducción papal del su obra para demostrar que Galileo no era un defensor del heliocentrismo. Para colmo los enemigos de Galileo lograron convencer al Papa de que Galileo se burlaba de él por medio del personaje Simplicio. Así Galileo, deprimido, con 69 años de edad, fue llevado a Roma en febrero de 1633 para que se retractara, cosa que hizo, pero que sus jueces evaluaron poco convincente, por lo que le mostraron los instrumentos de tortura que lo esperaban para verificar sus dichos. Esto era parte de la necesidad de lograr la "unión de voluntades" del acusado y la iglesia para salvar el alma del primero. Por suerte para Galileo no llegaron a usarlas. Acusado de herejía, agotado, el 22 de junio de 1633 tuvo que aceptar los cargos y jurar "creo y con la ayuda de Dios creeré todo cuanto es sostenido, predicado y enseñado por la Santa Iglesia Católica Apostólica Romana". Luego vendría la famosa anécdota, verdadera o no, de Galileo murmurando "pero se mueve", una historia perfecta para representar la lucha entre la razón y el oscurantismo, una lucha que Galileo sabía que a la larga ganaría la razón. Fue condenado a prisión domiciliaria hasta su muerte que ocurrió en 1642.

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El 22 de junio de 1633, a la edad de sesenta y nueve años, cuatro meses y siete días, Galileo fue llevado ante los jueces del Santo Oficio de la Iglesia y, puesto de rodillas, «confesó»:
Yo, Galileo Galilei, hijo del difunto florentino Vincenzio Galilei, de setenta años de edad, comparecido personalmente en juicio ante este tribunal, y puesto de rodillas ante vosotros, los Eminentísimos y Reverendísimos señores Cardenales Inquisidores generales de la República cristiana universal, respecto de materias de herejía, con la vista fija en los Santos Evangelios, que tengo en mis manos, declaro, que yo siempre he creído y creo ahora y que con la ayuda de Dios continuaré creyendo en lo sucesivo todo cuanto la Santa Iglesia Católica Apostólica Romana cree, predica y enseña. Mas, por cuanto este Santo Oficio ha mandado judicialmente que abandone la falsa opinión que he sostenido, de que el Sol está en el centro del Universo e inmóvil; que no profese, defienda ni, de cualquier manera que sea, enseñe, ni de palabra ni por escrito, dicha doctrina, prohibida por ser contraria a las Sagradas Escrituras... En consecuencia, deseando remover de la mente de Vuestras Eminencias y de todos los cristianos católicos esa vehemente sospecha legítimamente concebida contra mí, con sinceridad y de corazón y fe no fingida, abjuro, maldigo y detesto los arriba mencionados errores y herejías, y en general cualesquiera otros errores y sectas contrarios a la referida Santa Iglesia, y juro para lo sucesivo nunca más decir ni afirmar de palabra ni por escrito cosa alguna que pueda despertar semejante sospecha contra mí; antes por el contrario, juro denunciar cualquier hereje o persona sospechosa de herejía, de quien yo tenga noticia, a este Santo Oficio, o a los Inquisidores, o al juez eclesiástico del punto en que me halle. Juro además y prometo cumplir y observar exactamente todas las penitencias que se me han impuesto o que se me impusieren por este Santo Oficio. Mas en el caso de obrar yo en oposición con mis promesas, protestas y juramentos, lo que Dios no permita, me someto desde ahora a todas las penas y castigos decretados y promulgados contra los delincuentes de esta clase por los Sagrados Cánones y otras constituciones generales y disposiciones particulares. Así me ayude Dios y los Santos Evangelios sobre los cuales tengo extendidas las manos. Yo Galileo Galilei arriba mencionado, juro, prometo y me obligo en el modo y forma que acabo de decir, y en fe de estos mis compromisos, firmo de propio puño y letra esta mi abjuración, que he recitado palabra por palabra.

Se dice que inmediatamente después de su «confesión», Galilei exclamó: Eppur si muove (Y sin embargo se mueve).

«Fue mandada leer desde los púlpitos en toda Italia y hecha pública como aviso»

Galileo y el problema del movimiento

En la mecánica, Galileo se dedicó al estudio del movimiento: su descubrimiento temprano de las leyes del péndulo es apenas un escalón, coronado muchos años más tarde al enunciar la ley de caída de los cuerpos, un problema que no habían podido resolver antecesores de la talla de Copérnico, Kepler, Giordano Bruno o Descartes. Para Aristóteles la caída dependía del peso, enunciado que ya había sido objetado por Filopón en el siglo VI. Muchos más teorizaron sobre el tema, pero fue Galileo el que encontró la senda correcta que explicaba la relatividad del movimiento.
Galileo, en cambio asegura este enunciado: todos los cuerpos, independientemente de su "naturaleza" caen en el vacío con la misma aceleración; establece la ley de la caída: la proporcionalidad del camino recorrido con el cuadrado del tiempo transcurrido.
Pero además, Galileo establece que un móvil sólo se está moviendo en relación a un punto de referencia. Ésta es una idea que, vagamente, había sido adelantada por Copérnico en los primeros capítulos de las Revoluciones.
El movimiento (por lo menos el movimiento rectilíneo y uniforme) no tiene entidad más que como concepto relacional. Y por lo tanto, es indistinguible del reposo: si viajamos en un barco, los objetos del barco nos parecerán en reposo, en tanto su distancia a nosotros no varía. Esto pone en evidencia que el movimiento es independiente del motor; en tanto no es una propiedad del cuerpo sino una relación entre los cuerpos: ¿qué es lo que mueve el motor? ¿El barco o la costa?.
Aquí Galileo resuelve el problema de Copérnico: en un sistema en movimiento rectilíneo y uniforme, todo ocurre como si estuviera en reposo, y ningún fenómeno observable o provocado (experimental) puede dar cuenta de ese movimiento, en tanto no es absoluto, ni es una propiedad de los cuerpos. La bala dejada caer desde el mástil de un barco en movimiento, cae al pie del mástil, y no, como sostenían los aristotélicos, en la popa. Este es un hecho experimental, susceptible de ser sometido a una prueba crucial. Los cañones de Tycho, disparando hacia el este y el oeste, no podían evidenciar ninguna diferencia ; las balas se movían ab initio con movimiento rectilíneo uniforme, y los fenómenos que les ocurrieran ex post eran independientes de este movimiento, de la misma manera que los pájaros tienen la misma facilidad para volar hacia el este, el oeste o donde sea.
Sin embargo, Galileo no llegó a la formulación moderna del principio de inercia, su enunciado es el de un principio de inercia circular, en el cual los objetos no tienen un movimiento rectilíneo uniforme, sino que mantienen siempre la misma distancia respecto del centro de la Tierra (ver gráfico). De cualquier manera el tratamiento es ya completamente moderno, tanto como constancia de la velocidad inicial del móvil (si no intervienen fuerzas extrañas), como de composición de esta velocidad inicial constante con las velocidades variables producidas por fuerzas aceleradoras extrañas, que aparezcan durante el curso del movimiento.
De hecho, describió la curva de la trayectoria de un móvil sujeto a un movimiento inercial y a la vez a la gravedad: una parábola.
Respecto al fenómeno de la caída de los cuerpos, como ya se ha dicho, enunció la ley de manera precisa y contundente, aunque no se pronunció sobre sus causas ni las leyes que rigen estas últimas. En su libro Diálogo sobre las dos nuevas ciencias, hace gala de una intuición genial. Uno de los personajes responde: "Nadie ignora que esa causa (de la caída) recibe el nombre de gravedad. Pero no te estoy preguntando el nombre, sino la esencia de esa cosa. Excepto el nombre (.) no comprendemos nada de esa cosa, ni de la virtud que hace bajar una piedra, ni de la que empuja una piedra proyectada hacia arriba, ni de la que mueve la Luna en su órbita."
Galileo hiere de muerte también la teoría aristotélica del movimiento, aunque, como vimos, hay algo de aristotelismo en su formulación del principio de inercia, donde razona conservando la idea de movimiento natural. La forma moderna de este principio correrá por cuenta de Descartes: un cuerpo que se mueve en línea recta y con velocidad constante, se seguirá moviendo de la misma manera ad aeternum, eternamente.
Galileo pone en entredicho toda la mecánica de Aristóteles y la teoría medieval del impetus. Esto que hoy resulta casi obvio para cualquiera que se inicie en el estudio de las ciencias, no lo era entonces ni mucho menos. Nada iba a avanzar hasta que no se rompiera con el espacio aristotélico carente de vacío, donde los móviles se dirigían a sus lugares preestablecidos y hasta que no se tratara al espacio físico como una entidad geométrica, euclidiana y, como tal, abstracta. Galileo comprende que el mundo -por lo menos tal como lo explica la ciencia- es abstracto, y que el lenguaje a utilizar para describirlo es el lenguaje matemático. Aquí hay una ruptura no sólo física sino filosófica.
Galileo decía en su libro Il Saggiatore (algo así como "El que intenta"): "La filosofía está escrita en este gran libro, el universo, que está continuamente abierto a nuestra mirada. Pero el libro no puede entenderse a menos que uno primero aprenda a comprender el lenguaje y leer las letras de las que está compuesto. Esto está escrito en el lenguaje de las matemáticas y sus caracteres son triángulos, círculos y otras figuras geométricas sin las que es humanamente imposibles comprender una sola palabra del mismo".