415 lat temu, 30 listopada 1609 roku, Galileusz, wówczas profesor matematyki na Uniwersytecie w Padwie, za pomocą teleskopu własnej konstrukcji rozpoczął wielodniową obserwację Księżyca i potwierdził, że powierzchnia ziemskiego satelity nie jest wcale tak gładka, jak powszechnie wówczas uważano.
Galileusz wykonał serię szkiców tarczy Księżyca w różnych fazach i w ten sposób pośrednio, poprzez przedstawienia regularnego ruchu cieni padających na powierzchnię obiektu, dowiódł że to ciało niebieskie, podobnie jak Ziemia, pokryte jest górami, dolinami oraz innymi nieregularnościami. Na podstawie tych rysunków przygotował następnie szczegółowe obrazy akwarelowe, a te posłużyły jako wzory do rycin umieszczonych w wydanej kilka miesięcy później niewielkiej książeczce "Sidereus Nuncius" ("Gwiezdny Posłaniec").
W publikacji Galileusz opisał także wyniki prowadzonych równolegle obserwacji planet Układu Słonecznego oraz odległych gwiazd. Wiele zawartych w "Sidereus Nuncius" wniosków z badań było w gruncie rzeczy albo mało odkrywczych, albo błędnych, bo zniekształconych przez niedostatki wiedzy oraz bardzo silny wpływ obowiązującej teorii geocentrycznej.
W istocie "Gwiezdny Posłaniec" w momencie wydania nie zagrażał w żaden sposób idei ptolemeuszowej i chrześcijańskiej filozofii przyrody, choć opisywał wiele zjawisk i faktów, które pośrednio wspierały teorię Kopernika, pobudzającą wyobraźnię astronomów od niemal stu lat. Brakowało jednak wówczas rzetelnego naukowego kontekstu, w który mogły zostać wpisane obserwacje Galileusza.
Książka jednak, w nowatorski i przystępny sposób podająca wyniki obserwacji kosmosu, zdobyła natychmiast rozgłos w całej Europie i stała się przedmiotem gorących sporów (jest to tym ciekawsze, że naprawdę rewolucyjne dzieło Mikołaja Kopernika przez pół wieku nie wzbudzało prawie żadnych emocji). Sława "Sidereus Nuncius" opromieniła przy okazji przyrząd optyczny, który odegrał kluczową rolę w powstaniu dzieła, czyli teleskop. Samemu Galileuszowi przyniósł on nie tylko zasłużoną reputację wielkiego astronoma, lecz także pieniądze i pozycję we włoskim środowisku akademickim.
***
Czytaj także:
***
Świat na wyciągnięcie ręki
O teleskopie usłyszano po raz pierwszy we wrześniu 1608 roku, gdy na dorocznych targach we Frankfurcie nad Menem wystawiono na sprzedaż lunetę z soczewką wypukłą i wklęsłą o siedmiokrotnym powiększeniu (termin "teleskop" powstał kilka lat później, Galileusz w 1610 pisał jeszcze o "lunecie").
Już w październiku Johann Lippershey, wytwórca okularów z Middelburga w Holandii, wystąpił do swego rządu o patent na produkcję tego typu przyrządu. Wprawdzie odmówiono mu, bo w tym samym czasie swoje pierwszeństwo do wynalazku zgłosiło też dwóch innych rzemieślników, ale zarazem holenederskie Stany Generalne zamówiły u niego kilka lunet, płacąc sowicie. Władze od razu zorientowały się, że teleskop może im się bardzo przysłużyć. Tę okoliczność już wkrótce wykorzystali konstruktorzy - z Galileuszem na czele.
Wieści o niezwykłej lunecie rozeszły się po całej Europie, a opis jej działania był na tyle nieskomplikowany, że już wiosną kolejnego roku producenci soczewek i okularów w innych krajach oferowali klientom własne teleskopy. Latem 1609 roku Thomas Harriot, na kilka miesięcy przed Galileuszem, użył przyrządu do obserwacji Księżyca i sporządzenia pierwszych map jego powierzchni (których jednak wówczas nie upublicznił).
Szukać Prawdy i ukrywać ją
W tamtym czasie Galileusz, od 1592 roku profesor matematyki w Padwie, dzielił czas między dawaniem wykładów na uniwersytecie, prowadzeniem pionierskich badań nad dynamiką (przede wszystkim nad prawami ruchu wahadeł, ciał spadających i pocisków) i tworzeniem wynalazków mechanicznych (skonstruował m.in. wagę hydrostatyczną i termoskop, pierwowzór termometru). Przed 1610 rokiem swoich odkryć i wniosków z doświadczeń nie ogłosił nigdy drukiem, ale niektóre z jego prac i notatek krążyły w odpisach wśród europejskich uczonych.
Niektóre z tych nieoficjalnych publikacji zachowały się do dziś. Wiele osób może się dziwić, że ten genialny naukowiec, człowiek, który kilka dekad później stanie się bohaterem głośnego procesu inkwizycyjnego i symbolem walki o naukową prawdę, w licznych pracach z tamtego czasu występował jako żarliwy obrońca geocentryzmu. Zarazem wiadomo, że studentów Uniwersytetu w Padwie uczył teorii Kopernika.
Z jego korespondencji z młodszym o kilka lat niemieckim astronomem i arytmetykiem Janem Keplerem wyłania się obraz człowieka jawnie praktykującego dwójmyślenie. W liście z 1597 roku Galileusz chwalił wspierającą zasadę kopernikańską "Tajemnicę kosmosu" Keplera. O sobie pisał, że "nauki Kopernika przyjął już wiele lat temu", a Keplera nazwał "sprzymierzeńcem w dociekaniu Prawdy" (pisanej wyłącznie wielką literą). Kończąc list, stwierdzał jednak, że nie chce podzielić losu Kopernika, którego wyśmiewa się za jego teorię, i dlatego ukrywa przed światem swoje prawdziwe poglądy.
Galileusz pielęgnował w sobie zapewne lęk o swój status akademicki. Pamiętał dobrze, jak w latach 80. XVI wieku nie przyznano mu stypendium dla uboższych studentów i odszedł z Uniwersytetu w Pizie bez dyplomu, a gdy po latach wytężonej pracy naukowej w domowym zaciszu został wreszcie stanowisko wykładowcy matematyki, zawdzięczał je wyłącznie protekcji arystokratów zainteresowanych jego wynalazkami.
Wbrew legendzie stworzonej potem, a opartej na wielu nieporozumieniach, Galileusz nie musiał się obawiać władz kościelnych. Wręcz przeciwnie - przyjaźnił się z wieloma dostojnikami katolickimi, wielu z nich poznał zresztą właśnie dzięki swej pracy naukowej i odkryciom astronomicznym. Największym przyjacielem astronoma był kardynał Maffeo Barberini, późniejszy papież Urban VIII.
Nie ulega wprawdzie wątpliwości, że wyrok trybunału inkwizycyjnego, wieńczący konflikt Galileusza z Kościołem, był fatalny w skutkach dla samego uczonego i dla włoskiej nauki w ogóle, zaś w perspektywie czasu stał się hańbą instytucjonalnego katolicyzmu, jednak istota tego zdarzenia była znacznie bardziej skomplikowana niż podtrzymywana przez legendę "walka duchownych z wiedzą naukową".
Dobry na wojnę i na odkrywanie światów
"Sprawa Galileusza" to jednak materiał na inną opowieść. W 1609 roku, gdy do Padwy nadeszły pierwsze wiadomości o niezwykłej holenderskiej lunecie, genialny naukowiec nie myślał wcale o inkwizycji, za to ogarnięty był gorączką poszukiwania Prawdy, nawet jeśli zamierzał na razie pozostawić ją w ukryciu. Zajęty doświadczeniami nad procesami mechanicznymi, był gotów je porzucić, gdy tylko pojawi się możliwość przeprowadzenia jakiegoś ciekawszego eksperymentu.
Opis działania teleskopu obiecywał bardzo wiele, Galileusz zabrał się więc od razu do pracy nad własnym urządzeniem, co oznaczało przede wszystkim samodzielne wyprodukowanie soczewek. Konstruktor był zdeterminowany, by uzyskać jak najlepsze rezultaty. Zanim wybrał odpowiednie soczewki, odrzucił całą masę wypolerowanego szkła. Jego perfekcjonizm szybko się opłacił.
Zanim Galileusz użył teleskopu do obserwacji Księżyca i innych ciał niebieskich, 8 sierpnia 1609 roku zaprosił przedstawicieli weneckiego senatu na prezentację przyrządu. Zgromadzeni na wieży bazyliki św. Marka politycy byli oszołomieni wynalazkiem. Galileusz bardzo zręcznie promował lunetę powiększającą obraz dziewięciokrotnie jako nad wyraz przydatną w prowadzeniu wojny, co dla rządu Republiki Weneckiej było argumentem koronnym.
Kilka dni po prezentacji uczony podarował senatorom swój teleskop, zaś ci w rewanżu podwoili Galileuszowi pensję (do tysiąca skudów rocznie) i zapewnili mu dożywotni tytuł profesorski na padewskiej uczelni. Tymczasem miejscowi wytwórcy okularów, zaznajomiwszy się dostatecznie z opisami przyrządu, zaczęli sprzedawać lunety o dziewięciokrotnym powiększeniu za kilka skudów na niemal każdym rogu ulicy. Fakt, że senat za to samo zobowiązywał się płacić z rządowej kasy aż tysiąc skudów rocznie, budził wesołość zwykłych Wenecjan.
Galileusz jednak był już wtedy myślami zupełnie gdzie indziej - tam, gdzie nie sięgał wzrok żadnego śmiertelnika, a gdzie z łatwością mógł zajrzeć ten, kto miał teleskop i wiedział, jak go użyć. Gdy jesienią 1609 roku uczony skierował lunetę w stronę nocnego nieba, a w marcu 1610 roku publicznie ogłosił, co wtedy zobaczył, za pomocą tych dwóch prostych gestów rozpoczął nową erę w dziejach światowej astronomii.
***
Czytaj także:
***
Nie tylko Księżyc, lecz także księżyce
W "Gwiezdnym Posłańcu" Galileusz, jak na wytrwanego matematyka przystało, opisał krótko przydatność teleskopu w obserwacjach astronomicznych, wskazując, że dzięki przyrządowi średnica Księżyca ukazuje się patrzącemu powiększona 30-krotnie, jego powierzchnia - 900-krotnie, a sama objętość bryły wydaje się aż 27 tysięcy razy większa.
Ponadto dzięki przybliżeniu udaje się rozróżnić elementy tworzące to, co tamtej pory uważano za mgławice, zaś z jednolitego tła Drogi Mlecznej można wyodrębnić tysiące maleńkich gwiazd. Wreszcie, teleskop jest w stanie uwidocznić ciała niebieskie, które są zupełnie niewidoczne gołym okiem z powodu zarówno sporej odległości, jak i niewielkiej jasności.
Do takich obiektów bez wątpienia należały cztery "planety" albo "błądzące gwiazdy", poruszające się w regularny sposób w pobliżu tarczy Jowisza. Były to po prostu cztery największe księżyce gazowego olbrzyma, co Galileusz sugerował niezupełnie wprost. Szczegółowo opisał jednak ich ruch i dołączył szkicowe ilustracje zmiennego położenia wzajemnego pięciu ciał niebieskich, a we wniosku z tych obserwacji pojawiła się w "Sidereus Nuncius" jedyna wzmianka o systemie kopernikańskim, bo tylko w jego kontekście dało się sensownie wytłumaczyć owo "błądzenie".
Takie postawienie sprawy, bez jednoznacznego opowiedzenia się po stronie teorii Kopernika, było zresztą popierane przez Kościół, który tak długo nie potępiał heliocentryzmu, jak długo stanowił on pewien model matematyczny do opisu ruchu ciał niebieskich, hipotezę roboczą, nie zaś przyrodniczy fakt zastępujący obraz wszechświata zawarty w chrześcijańskich pismach.
Bilet w jedną stronę
Mimo daleko posuniętej ostrożności "Gwiezdny Posłaniec" stał się w krótkim czasie dziełem budzącym kontrowersje. Okazało się, że wyrażone kilkanaście lat wcześniej w liście do Keplera obawy nie były bezpodstawne. Część włoskiego środowiska akademickiego wszczęła kampanię szyderstw przeciw Galileuszowi. Na jednym z przyjęć publicznie poniżono astronoma, gdy zgromadzeni naukowcy nie byli w stanie dojrzeć przez teleskop owych czterech księżyców Jowisza, a niektórzy ostentacyjnie odmówili choćby przyłożenia oka do okularu.
Istotnie luneta Galileusza, choć w tamtym czasie najdoskonalsza pod względem technicznym, dla kogoś, kto nie miał wprawy w jej używaniu, nie była szczególnie pomocna w oglądaniu bardzo oddalonych obiektów kosmicznych. W porównaniu z późniejszymi teleskopami dzieło astronoma było po prostu jeszcze za słabo rozwinięte. Pole widzenia było tak małe, że ktoś ze współczesnych dworował sobie z Galileusza: "cudem jest nie to, że znalazł księżyce Jowisza, ale że był w stanie znaleźć samego Jowisza".
Istotnie, jakość obrazu w Galileuszowym teleskopie pozostawiała wiele do życzenia. On sam, gdy już po wydaniu "Sidereus Nuncius" skierował swój przyrząd w stronę Saturna, nie umiał poprawnie zinterpretować tego, co zobaczył, i dziwne jasne punkty po bokach planety - czyli wyraźnie widoczne słynne pierścienie - wziął za inne obiekty, spekulując m.in. na temat istniejącej w tym miejscu "planecie potrójnej" lub "nieruchomych księżycach".
Szkice powierzchni Księżyca sporządzone przez Galileusza również nie były zbyt dokładne (pomijając już to, że Galileusz dodał tam ogromną ciemną formację, która nigdy nie istniała). Fakt ten skłonił Jana Heweliusza, o rok młodszego od "Gwiezdnego Posłańca", do wykonania nowych map księżycowych, które opublikował następnie w 1647 roku - pięć lat po śmierci Galileusza - w dziele "Selenografia lub Opisanie Księżyca", dedykowanym królowi Polski Władysławowi IV Wazie (który zresztą swego czasu otrzymał od Galileusza jeden z jego teleskopów).
Mimo silnego oporu konserwatywnych środowisk naukowych postępowe kręgi europejskie przyjęły "Sidereus Nuncius" entuzjastycznie. Nazwisko autora książeczki zaczęło pojawiać się w dziełach poetów sławiących rozwój ludzkiego ducha i wytrwałe poszukiwanie wiedzy. I choć do 1613 roku Galileusz zwlekał z wyrażeniem poparcia dla zasady kopernikańskiej, to jeszcze w 1610 roku za pośrednictwem obserwacji teleskopowej zdobył kolejne potwierdzenie słuszności heliocentryzmu.
Odkrył wtedy, że Wenus, podobnie jak Księżyc, ma fazy, a więc jej położenie względem wzajemnej pozycji Ziemi i Słońca zmienia się w taki sposób, że ziemski obserwator zauważa zmiany kierunku oświetlenia planety. Był to jeden z kolejnych argumentów przemawiających za słusznością teorii Kopernika, a przede wszystkim za tym, że dotyczy ona fizycznej rzeczywistości, a nie jest tylko wygodną metodą obliczeń astronomicznych.
Dzięki swoim pionierskim obserwacjom Galileusz nie mógł już dłużej udawać, że nie wierzy Kopernikowi. Naoczne dane nie pozostawiały mu wyboru - musiał wstąpić na ścieżkę wiodącą do tego, co sam wzniośle określił "Prawdą". Zaprowadziła go ona zarówno przed oblicze inkwizycji, jak i na wyżyny trwającej do dziś sławy.
***
Czytaj także:
***
Korzystałem z następujących publikacji:
- Arthur Koestler, "Lunatycy. Historia zmiennych poglądów człowieka na wszechświat", tłum. Tomasz Bieroń, Poznań 2002
- James Reston Jr., "Galileusz", tłum. Adam Szymanowski, Warszawa 1998
- Galileo Galilei, "The Starry Messenger", angielskie tłumaczenie dzieła "Sidereus Nuncius" dostępne na stronie School of Humanities, Arts, and Social Sciences Politechniki Rensselaera w Troy w stanie Nowy Jork w USA
***
Michał Czyżewski
