We schrijven 1633.
De 68-jarige filosoof Galileo Galilei trekt zijn jas strakker om zich heen, terwijl hij rilt van de kou. De wind gaat hem door merg en been. De koorts lijkt verergerd te zijn door de moeizame reis van Florence, zijn woonplaats, naar Rome.
Galilei is opgeroepen door de Inquisitie van Rome. De paus is woedend en beschuldigt Galileo van ketterij vanwege zijn laatste boek: Tweegesprek van Galileo Galilei over de twee belangrijkste wereldsystemen, het ptolemeïsche en copernicaanse, kortweg Dialogo.
Volgens de Kerk is Galilei voorstander van het systeem zoals bedacht door de Poolse astronoom Nicolaas Copernicus, dat – in strijd met de heersende opvatting van die tijd – de zon in het centrum plaatst in plaats van de aarde.
Nicolaas Copernicus was terughoudend met het publiceren van zijn boek. Maar toen zijn leerling, G.J. Rheticus, een artikel uitgaf waarin hij pleitte voor Copernicus’ systeem, verscheen het boek dan toch.
De katholieke kerk keert zich tegen dit gedachtegoed en Copernicus’ boek over de structuur van het heelal staat op de lijst van verboden boeken. Galilei, die zich hier terdege van bewust is, is in zijn wiek geschoten.
Hij heeft zelf hemellichamen bestudeerd en is tot de slotsom gekomen dat Copernicus’ heliocentrische wereldbeeld juist is.
De Kerk denkt het alleenrecht op de waarheid te hebben in de vorm van de Bijbel, waarin staat dat alles draait om de aarde als een vast punt.
Maar twee waarheden kunnen elkaar niet tegenspreken.
De Bijbel moet figuurlijk worden geïnterpreteerd om het bewijs te ondersteunen, en niet andersom, meent Galilei.
Als hij in Rome wordt veroordeeld, riskeert hij de rest van zijn leven in een donkere kerker door te brengen – of, in het ergste geval, levend te worden verbrand.
Maar hij heeft zich op elke uitkomst voorbereid, want het conflict komt niet bepaald uit de lucht vallen.
Wie was Galileo Galilei?
Galileo Galilei werd geboren op 15 februari 1564 in Pisa, Italië. In die tijd stond de wetenschap zoals wij die nu kennen nog in de kinderschoenen.
Zonder Galilei’s waarnemingen, experimenten en publicaties zouden we waarschijnlijk een heel andere kijk op wetenschap hebben gehad, en hij wordt dan ook alom beschouwd als de vader van de wetenschappelijke methode.
Galileo was natuurfilosoof, astronoom en wiskundige. Hij verfijnde de telescoop, was de eerste man die het ruwe maanoppervlak kon zien en ontdekte de vier grootste manen van Jupiter.
Bovendien was hij een van de eersten die de beweging van projectielen berekenden na experimenten met voorwerpen in vrije val.
Natuurfilosofie verwijst naar de studie van de natuur. De overkoepelende term wordt gebruikt voor het onderzoek uit die tijd, dat wij nu niet altijd wetenschap zouden noemen.
Galilei onderwees 20 jaar aan de universiteiten van Pisa en Padua, en hoewel hij wordt beschouwd als de eerste natuurkundeleraar van de moderne tijd, heeft hij het vak nooit formeel gegeven – natuurkunde viel destijds onder de filosofie.
Wel gaf hij wiskunde, astronomie en militaire techniek, waarbij hij zijn eigen ontdekkingen en commentaren in de lessen verwerkte.
De ontdekkingen van Galilei
Galilei’s experiment op de Toren van Pisa
In een van zijn beroemdste experimenten gooide Galilei kogels van verschillend gewicht vanaf de Toren van Pisa.
Nu lijkt dat kinderlijk simpel, maar toen was het baanbrekend.
Het was de eerste keer dat er een gecontroleerd wetenschappelijk experiment werd uitgevoerd – sindsdien een hoeksteen van al het wetenschappelijk onderzoek.
De Toren van Pisa, waar Galilei kogels van af gooide.
Volgens Aristoteles’ theorie zou een zwaar voorwerp sneller op de grond vallen dan een lichter voorwerp. Galilei wilde deze hypothese testen toen hij 26 jaar oud was en rond 1590 als wiskundeleraar in Pisa werkte.
Hij liep de 296 treden naar de top van de Toren van Pisa met twee kogels: in zijn ene hand een ijzeren, in de andere hand een houten.
Hij liet de twee kogels tegelijkertijd over de rand vallen en bestudeerde zorgvuldig wat er gebeurde.
Beide kogels landden op ongeveer hetzelfde moment. De lichtere kogel raakte de grond iets later door de luchtweerstand.
Galilei’s versnellingsexperiment
Galilei begreep dat vallende voorwerpen versnellen met de lengte van de val. Hoe verder een voorwerp valt, hoe groter de snelheid die het bereikt.
Hij veronderstelde daarom dat de versnelling constant is, maar om dat te bewijzen moest hij de snelheid vertragen om die te meten.
Na een tijdje prakkiseren kwam hij tot het inzicht dat hij daartoe kogels over een lange, licht glooiende helling kon laten rollen.
Hij kon dan zowel de afstand als de tijd meten, en vervolgens berekenen hoe ver de kogels na een bepaald tijdstip waren gerold om de versnelling te bepalen.
Maar hoe meet je de tijd nauwkeurig in de 17e eeuw? Galilei’s oplossing was even simpel als briljant.
Door water in een glas te laten stromen, kon hij wegen hoeveel water er in een bepaalde tijdsduur in was gestroomd en met deze informatie de versnelling berekenen.
VIDEO: Bekijk een weergave van Galilei’s versnellingsexperiment
Hier zie je een filmpje van een reconstructie van Galilei’s versnellingsexperiment, waarbij gebruik werd gemaakt van een kogel, een schans en meting met water.
Galilei verfijnt de telescoop
De telescoop werd in 1608 in Nederland uitgevonden, toen drie mensen er onafhankelijk van elkaar een bouwden: Sacharias Jansen, Hans Lipperhey en Jacob Metius. Wie precies de eerste was, is onduidelijk.
Wat zij echter met elkaar gemeen hadden, was dat ze allen lenzen slepen, en twee van hen waren brillenmaker.
De nieuwe uitvinding werd gepatenteerd met de beschrijving dat je er verre voorwerpen mee kon zien alsof ze dichtbij waren.
De toepassing was in de eerste plaats bedoeld voor het leger, want met een kijker konden de troepen de vijand bespioneren.
Galilei hoorde het jaar daarop over de telescoop en ontdekte hoe deze in elkaar zat. Hij leerde lenzen slijpen en wist al snel in zijn eigen telescoop te bouwen.
Galilei’s telescoop is te zien in het museum van Galilei in Florence.
Net als de Hollandse inspiratiebronnen vergrootte Galilei’s telescoop driemaal. Maar dat was niet genoeg voor Galilei, die het instrument ging verbeteren.
Spoedig bereikte hij een vergroting van acht keer, die hij in 1609 aan de senaat van Venetië demonstreerde. In ruil voor zijn uitvinding werd hij beloond met een vaste aanstelling voor de rest van zijn leven en een verdubbeling van zijn loon.
Galilei ging verder met het verbeteren van zijn telescoop en kwam uiteindelijk uit op een vergroting van maar liefst 20 keer.
Galilei stelt scherp op hemellichamen
Galileo Galilei gebruikte zijn telescoop om de kosmos te bestuderen. Hij was daarin lang niet de enige, maar hij leeft voort in de geschiedenis omdat hij het belang van zijn ontdekkingen inzag en ze snel publiceerde.
Het eerste wat Galilei begon te bestuderen met zijn nieuwe en verbeterde telescoop was de maan.
Hij ontdekte dat de maan niet glad was – zoals men toen dacht – maar bedekt met bergen en dalen. Hij schetste vlug het ruwe oppervlak samen met de fasen van de maan – nieuwe maan, wassende maan, volle maan en afnemende maan.
In januari 1610 ontdekte Galilei ook de vier manen rond Jupiter. De manen staan tegenwoordig bekend als de Galileïsche manen, en heten:
- Callisto
- Ganymedes
- Europa
- Io
De grootte van de Galileïsche manen in vergelijking tot de aarde.
Door zijn studie naar hemellichamen begon Galilei steeds meer te geloven in het heliocentrische wereldbeeld, waarin de zon het onbeweeglijke centrum is waar de planeten omheen bewegen.
Want als Jupiter in beweging was en zijn eigen manen had, waarom zou dat dan niet ook voor de aarde gelden?
Galilei publiceerde zijn – voor die tijd schokkende – ontdekkingen in maart 1610. Hij deed dit in het boek Sidereus Nuncius, dat werd vertaald met Sterrenbode.
Enkele jaren later zag Galilei dat Venus, net als de maan, fasen kende. En volgens de vorser was de enige plausibele reden hiervoor dat de planeet rond de zon draaide.
Galilei en de katholieke kerk
Problemen met de katholieke kerk beginnen
De katholieke kerk steunde het geocentrische systeem van Cladius Ptolemaeus, waarin de aarde het vaste middelpunt van het heelal was.
Dat de aarde zou bewegen was in tegenspraak met de Bijbelse tekst en kon dus niet waar zijn.
Nicolaas Copernicus’ boek over het heliocentrische wereldbeeld werd echter niet onmiddellijk na de publicatie ervan verboden.
Meer dan 50 jaar beschouwde de Kerk het als een wiskundige hypothese – niet als een bewijs van een ander wereldbeeld.
Maar toen Galilei er belangstelling voor begon te tonen, kwam de strijd met de katholieke kerk op gang.
Begin 1615 ontving hij schriftelijke klachten en werd hij zelfs beschuldigd van ketterij vanwege zijn geloof in de beweging van de aarde.
Rome nam de beschuldigingen serieus en er werd onmiddellijk een onderzoek naar Galilei ingesteld.
Op 26 februari 1616 werd het Galilei door kardinaal Bellarmine verboden om het Copernicaanse systeem te verdedigen of te onderwijzen. Een week later werd Copernicus’ boek verboden.
Galilei hield zich gedeisd tot 1623, toen een nieuwe paus werd gekozen.
Kardinaal Bellarmine was de eerste die een zaak aanspande tegen Galileo Galilei.
Galilei probeert censuur te omzeilen
De nieuwe paus, Urbanus VIII, was een groot bewonderaar van Galilei.
Na verscheidene gesprekken met de paus begon Galilei te werken aan een kritische studie van beide wereldbeelden, maar hij mocht het Copernicaanse systeem nog steeds niet anders dan in hypothetische bewoordingen noemen.
Galilei had echter wel een plan om de censuur te omzeilen.
Hij schreef hypothetisch over het Copernicaanse systeem in het voorwoord van zijn boek Dialogo.
Daarin laat hij twee partijen pleiten voor elk van de twee systemen. De partij die pleitte voor het Ptolemeïsche systeem noemde Galileo ‘Simplicio’. Dat zou een verwijzing kunnen zijn naar de Griekse filosoof Simplikios uit de 6e eeuw, maar het is ook Italiaans voor ‘simpel’ of ‘traag van begrip’.
Aanvankelijk kwam Galilei ermee weg, maar toen de paus ervan hoorde, stelde hij een speciale commissie in om te beoordelen of het boek al dan niet in strijd was met de kerkelijke regels.
De commissie concludeerde dat Galilei zich niet uitsluitend hypothetisch tot het Copernicaanse systeem verhield, en hij werd opgeroepen voor de Inquisitie in Rome.
En zo komen we terug bij het begin van het verhaal van Galileo Galilei.
Zo kan de Inquisitie van Galilei eruit hebben gezien.
Werd Galilei veroordeeld door de Inquisitie?
Galilei begon zijn reis naar Rome in januari 1633 en werd in april aan de tand gevoeld. Hij werd later nog drie keer ondervraagd.
De dag na het laatste verhoor, op 21 juni 1633, werd hij overgebracht naar de kerk van Santa Maria sopra Minerva in het hart van Rome. Knielend hoorde hij zijn vonnis aan. Om een lichtere straf te krijgen, had Galilei toegegeven dat hij het hypothetische aspect duidelijker had kunnen maken.
Galileo Galilei kreeg levenslang, maar kort daarna werd de straf teruggebracht tot huisarrest.
Hij verkaste naar een huis in Arcetri, buiten Florence, waar hij de laatste jaren van zijn leven doorbracht. Galilei was rond de 70, maar werkte nog steeds door.
In het dorpje Arcetri (op de berg op de achtergrond) bracht Galileo Galilei zijn laatste jaren door in huisarrest.
Galilei verzamelde zijn ongepubliceerde studies over de beweging van voorwerpen, de sterkte van verschillende materialen, de beweging van projectielen, versnelling en de wet van vallende lichamen.
Een jonge student, Vincenzo Viviani, hielp hem bij het hele proces, vooral omdat Galilei volledig blind was geworden.
Het werk werd naar Holland gesmokkeld en in 1638 in Leiden uitgegeven. Het was Galilei’s laatste boek, en de titel was Gesprekken en wiskundige bewijzen in twee nieuwe wetenschappen. Het boek zou van groot nut zijn voor een andere beroemde wetenschapper, Isaac Newton.
Galileo Galilei stierf op 8 januari 1642, het jaar waarin Isaac Newton werd geboren.