Galileo se skip

Galileo se skip verwys na twee fisika-eksperimente, 'n gedagte-eksperiment en 'n werklike eksperiment, deur Galileo Galilei, die 16de en 17de eeuse fisikus, sterrekundige, en filosoof. Die eksperimente is geskep om die idee van 'n roterende Aarde te ondersteun teenoor die heersende geloof in 'n stilstaande Aarde met die Son en die planete en sterre wat rondom wentel.

'n Argument wat op daardie stadium gebruiklik was, was dat indien die aarde sou roteer, daar waarneembare uitwerkings op die bane van projektiele of vallende liggame sou wees.

Die skip se mas eksperiment 
In 1616, nadat Galileo reeds bekommerd geraak het dat hy 'n teiken van agterdog deur die Inkwisisie was, het hy 'n brief van Monseigneur Francesco Ingoli ontvang met 'n lys wetenskaplike en teologiese argumente teen Copernikanisme. As deel van 'n lang antwoord in 1624, het Galileo die eksperiment beskryf waar 'n klip laat val word vanaf die mas van 'n skip wat eweredig voortbeweeg, om te kyk of die klip by die basis van die mas of agter dit op die dek land. Verskeie mense het die eksperiment reeds teoreties bespreek, en sommige het beweer dat hulle dit gedoen het, maar met teenstrydige weergawes van die gevolg. Werklike of gedagte-eksperimente soortgelyk aan hierdie een was voorheen bespreek deur Jean Buridan, Nicolas Oresme, Nicolaus Cusanus, Clavius en Giordano Bruno.

Galileo het vir Ingoli geskryf: "Ek was tweekeer so 'n goeie filosoof as daardie andere, want waar hulle die teenoorgestelde van die werklike effek beweer, het hulle ook die leuen bygevoeg dat hulle dit in eksperimente gesien het; en ek hét die eksperiment gedoen, en vooraf het fisiese redenasie vir my oortuig daarvan dat die effek moet uitkom soos wat dit inderdaad gebeur."

Die eksperiment word ook bespreek in die Dialoog Oor die Twee Hoof Wêreldstelsels (dag twee), maar sonder enige bewering dat dit werklik uitgevoer is. 'n Soortgelyke eksperiment wat deur Galileo en ander skrywers soos Oresme, Clavius en Bruno bespreek word, is die een waar 'n projektiel reguit opwaarts vanaf die aardoppervlak gelanseer word. 'n Algemene Aristoteliaanse-Skolastiese argument was dat, indien die aarde se oppervlak na die ooste sou beweeg, die projektiel aan die westekant van die lanseringspunt sou land, in teenstelling met die algemene waarneming.

1632 gedagte-eksperiment 
Galileo se 1632 boek Dialoog Oor die Twee Hoof Wêreldstelsels (dag twee) beskou al die algemene besware wat op daardie stadium teen die idee van 'n bewegende Aarde geopper is. Een van hierdie is dat indien die Aarde om sy eie as sou draai, dit sou beteken dat ons almal teen 'n enorme spoed ooswaarts beweeg, en dat 'n bal wat uit 'n toring laat val word, aan die westekant van die toring sou moes land, aangesien die toring self in daardie tyd 'n sekere afstand ooswaarts sou moes beweeg het. Net so, sou 'n kanonkoeël wat ooswaarts afgevuur word, nader aan die kanon land as een wat weswaarts afgevuur is, omdat die kanon ooswaarts beweeg, en die koeël gedeeltelik sou inhaal. Om sulke argumente te weerlê, word in die boek genoem dat 'n persoon op 'n eenvormig bewegende skip geen gevoel van beweging het nie, en dat 'n kanonkoeël wat vanaf die bopunt van die mas laat val word, direk aan die voet sou land. Om sy punt te bewys, het Galileo se fiktiewe advokaat Salviati die eksperiment wat hieronder beskryf word, voorgestel om die klassieke beginsel van relatiwiteit voor te stel, waarvolgens daar geen interne waarneming is (m.a.w. sonder om, byvoorbeeld, uit die venster te kyk) waardeur 'n mens kan onderskei tussen 'n stelsel wat eenvormig beweeg en een wat in rus is. Enige twee stelsels wat beweeg sonder om te versnel is dus ekwivalent, en enige onversnelde beweging is relatief. Byna drie eeue later, is hierdie idee deur Albert Einstein toegepas op die wette van die elektrisiteit en magnetisme (Maxwell se vergelykings), wat gelei het tot die formulering van die spesiale teorie van relatiwiteit, 'n herhaling van Galileo se argument met inagneming van die destyd bekende wette van swaartekrag en elektromagnetisme.

Die voorstel 
Salviati se eksperiment gaan soos volg:Sluit jouself met 'n vriend in die kajuit op, onder die dekke van 'n groot skip, en bring saam met jou 'n paar vlieë, skoenlappers, en ander klein vlieënde diere. Stel ook 'n groot bak water op met 'n paar visse; hang 'n bottel op wat druppel vir druppel in 'n breë bak daaronder laat val. Terwyl die skip nog stilstaan, neem noukeurig waar hoe die diertjies met gelyke spoed na alle kante van die kajuit vlieg. Die vis swem ongeërg in alle rigtings; die druppels val in die bak; en, as jy iets vir jou vriend gooi, moet jy dit nie sterker in een rigting as die ander gooi nie, solank die afstande gelyk is; spring met jou voete bymekaar, en jy bereik gelyke afstande in elke rigting. Wanneer jy al hierdie dinge noukeurig waargeneem het (alhoewel, wanneer die skip nog stilstaan moet alles ongetwyfeld op hierdie manier gebeur), laat die skip met enige spoed wat jy wil voortbeweeg, so lank as wat die beweging uniform is, en nie hierheen en daarheen wissel nie. Jy sal nie die geringste verandering in die genoemde uitwerkings waarneem nie, en kan van geeneen van hulle aflei of die skip beweeg of stilstaan nie. Wanneer jy spring, sal jy op die vloer dieselfde afstande soos voorheen bereik, en jy sal nie groter spronge in die rigting van die hek as die rigting van die boeg uitvoer nie, selfs al beweeg die skip baie vinnig, ten spyte van die feit dat gedurende die tyd wat jy in die lug was, die vloer onder jou voete in 'n teenoorgestelde rigting van jou sprong beweeg. Wanneer jy iets vir jou vriend gooi, sal jy nie meer krag nodig hê om dit tot by hom te kry nie, ongeag of hy in die rigting van die boeg of die hek staan teenoor jou. Die druppels val net soos voorheen in die bak daaronder, sonder om in die rigting van die hek van die skip te beweeg, ten spyte van die feit dat terwyl die druppels in die lug is, die skip 'n hele paar spanwydtes beweeg. Die visse in die water sal in die rigting van die voorkant van hulle bak swem met geen meer moeite as na die agterkant, en sal met ewe veel gemak by aas uitkom wat op enige plek rondom die rand van die bak geplaas word. En ten slotte, die skoenlappers en vlieë sal voortgaan om ongeërg in enige rigting te vlieg, en dit sal nooit gebeur dat hulle in die rigting van die hek saamdrom, asof hulle daardeur uitgeput word dat hulle moet byhou met die beweging van die skip, waarvan hulle vir lang tye geskei is deurdat hulle in die lug vlieg nie. En as rook gemaak word deur wierook te verbrand, sal dit gesien word dat dit in die vorm van 'n wolkie opstyg, wat stilbly, en nie meer na die een kant as die ander beweeg nie. Die oorsaak van al hierdie ooreenkomste van gevolge, is die feit dat die skip se beweging gemeenskaplik is aan al die dinge wat daarbinne bevat is, selfs die lug. Dit is die rede waarom ek gesê het dat dit onder die dekke moet plaasvind; want as dit bo in die ope lug gedoen is, wat nie die beweging van die skip volg nie, sou meer of minder merkbare verskille gesien word in sommige van die gevolge.

Verwysings 
 http://arxiv.org/abs/1504.01604

Graney, "Francesco Ingoli's essay to Galileo: Tycho Brahe and science in the Inquisition's condemnation of the Copernican theory," http://arxiv.org/abs/1211.4244

Stillman Drake, Galileo at Work: His Scientific Biography, p. 117

Galileo Galilei