گالیله چگونه با رصد مشتری و زهره به این نتیجه رسید که زمین به دور خورشید می‌چرخد؟

در چنین شرایطی، گالیله وارد صحنه شد. اختراع تلسکوپ امکان دیدن دقیق‌تر آسمان را فراهم کرده بود و گالیله با ساخت ورژن‌ای پیشرفته‌تر از این ابزار، توانست جزئیاتی را ببیند که پیش‌تر دیده نشده بود.

یکی از نخستین کشفیات گالیله مربوط به ماه بود. تا آن زمان بسیاری تصور می‌کردند سطح ماه کاملاً صاف است، اما گالیله با تلسکوپ خود کوه‌ها و دهانه‌های ماه را دیدن کرد. او نیز لکه‌هایی را روی خورشید دید که امروزه آن‌ها را لکه‌های خورشیدی می‌نامیم. این کشف نشان می‌داد حتی خورشید نیز جسمی کامل و تغییرناپذیر نیست.

اما مهم‌ترین مشاهدات گالیله مربوط به سیاره‌های مشتری و زهره بود. هفتم ژانویه ۱۶۱۰، گالیله تلسکوپ خود را به سوی مشتری گرفت. او چند نقطه نورانی کوچک در نزدیکی این سیاره دید و ابتدا تصور کرد ستاره هستند. اما طی روزهای بعد متوجه شد این نقاط همراه مشتری حرکت می‌کنند. کمی بعد دریافت این اجرام در واقع قمرهایی هستند که به دور مشتری می‌چرخند. امروزه این چهار قمر را «اقمار گالیله‌ای» می‌نامیم: آیو، اروپا، گانیمد و کالیستو.

اهمیت کشف اقمار مشتری بسیار زیاد بود؛ زیرا برای نخستین بار نشان می‌داد همه چیز در جهان به دور زمین نمی‌چرخد. اگر قمرهایی می‌توانستند به دور مشتری گردش کنند، پس این تصور قدیمی که زمین مرکز همه حرکات آسمانی است زیر سؤال می‌رفت. بااین‌حال، ضربه اصلی به مدل زمین‌مرکزی از دیدن سیاره زهره وارد شد.

گالیله هنگام رصد زهره متوجه شد این سیاره مانند ماه، فازهای مختلفی را طی می‌کند؛ گاهی به شکل هلال باریک دیده می‌شود و گاهی تقریباً به‌صورت قرص کامل.

اما گالیله تمام فازهای زهره را دیدن کرد. این دقیقاً همان چیزی بود که مدل خورشیدمرکزی کوپرنیک پیش‌بینی می‌کرد؛ یعنی زهره به دور خورشید می‌چرخد و گاهی در سمت دیگر خورشید نسبت به زمین قرار می‌گیرد. با وجود این شواهد، کلیسای کاتولیک نظریه خورشیدمرکزی را نپذیرفت. کلیسا اعلام کرد این نظریه با آموزه‌های دینی سازگار نیست و حتی آن را «کفرآمیز» توصیف کرد.

در این میان، تیکو براهه، ستاره‌شناس دانمارکی که به نبوغ علمی و شخصیت عجیبش شهرت داشت، مدلی میانی پیشنهاد کرد. در مدل او، زمین همچنان ثابت و در مرکز منظومه شمسی قرار داشت، اما سیارات دیگر به دور خورشید می‌چرخیدند.

مخالفت با نظریه خورشیدمرکزی فقط به مسائل دینی محدود نمی‌شد. در آن زمان هنوز پرسش‌های علمی مهمی بی‌پاسخ مانده بود. برای مثال، اگر زمین با شتاب بسیار زیاد در حال حرکت است، چرا انسان‌ها این حرکت را احساس نمی‌کنند؟ چرا اگر جسمی را رها کنیم، مستقیم به پایین می‌افتد و به سمت عقب منحرف نمی‌شود؟

گالیله تلاش کرد با آزمایش‌هایی به این پرسش پاسخ دهد. او توضیح داد اجسام همراه با زمین حرکت می‌کنند و به همین دلیل ما حرکت زمین را احساس نمی‌کنیم. این ایده بعدها به مفهوم اینرسی یا لَختی در فیزیک تبدیل شد که بعدها توسط آیزاک نیوتن کامل‌تر توضیح داده شد.

با‌این‌حال، هنوز شواهد مستقیمی از حرکت زمین وجود نداشت. اگر زمین واقعاً به دور خورشید می‌چرخد، موقعیت ستارگان نزدیک باید در طول سال اندکی تغییر کند؛ پدیده‌ای که «اختلاف منظر ستاره‌ای» نام دارد. اما ابزارهای آن دوران آن‌قدر دقیق نبودند که این تغییر بسیار کوچک را ثبت کنند.

سرانجام در سال ۱۸۳۸، فریدریش بسل، ستاره‌شناس آلمانی توانست برای نخستین بار اختلاف منظر یک ستاره را اندازه‌گیری کند و شواهد مستقیمی از حرکت زمین به دست آورد.

خود گالیله نیز در برخی موضوعات اشتباه می‌کرد. او تصور می‌کرد جزر و مد دریاها به‌دلیل حرکت زمین ایجاد می‌شود، درحالی‌که امروزه می‌دانیم عامل اصلی جزر و مد، نیروی گرانشی ماه است.

گالیله در کتاب خود شخصیت مدافع مدل زمین‌مرکزی را «سیمپلیسیو» نامید که در زبان ایتالیایی معنایی نزدیک به «ساده‌لوح» یا «احمق» دارد. بسیاری تصور کردند این شخصیت اشاره‌ای غیرمستقیم به پاپ است و این کار برای گالیله دردسر بزرگی ایجاد کرد. در نهایت، او در دادگاه کلیسا محاکمه و مجبور شد به‌طور رسمی از نظریه خورشیدمرکزی اعلام برائت کند و تا پایان عمر در حبس خانگی باقی ماند.

بااین‌حال، تاریخ نشان داد بخش اصلی ایده‌های او درست بود. مشاهدات گالیله نقطه عطف بزرگی در تاریخ علم محسوب می‌شوند و راه را برای درک مدرن بشر از جایگاه زمین در جهان هموار کردند.