Galilée

*« La science ne connaît qu’une loi : la contribution scientifique »*
— Galilée

Galilée, de son vrai nom Galileo Galilei, était un astronome, mathématicien, philosophe, et physicien italien né à Pise le 15 février 1564 et mort à Arcetri près de Florence, le 8 janvier 1642.

## Galilée

### Mort

Arcetri près de Florence, le 8 janvier 1642

### Père

Vincenzo Galilei

Il est célèbre pour avoir montré plusieurs lois de physique, comme la « relativité du mouvement », pour avoir amélioré et utilisé la lunette astronomique et pour avoir défendu les découvertes et théories de Nicolas Copernic, selon lesquelles les astres tournent autour du Soleil plutôt qu'autour de la Terre.

Ses travaux et son procès intenté par l’Église catholique ont contribué à la naissance de la science moderne.

## Histoire

### Enfance en Italie

Galilée est l'aîné d'une famille de 7 enfants, une famille riche et a des conditions de vie confortables, mais il n'est pas très aimé de ses parents : son père se montre austère avec beaucoup de personnes, et sa mère n'aime aucun de ses enfants. À ses heures perdues, il s'amuse déjà à concevoir des maquettes diverses. Avec ses amis écoliers, on raconte aussi qu'il fait des expériences du haut de la tour de Pise. Il découvre ainsi que la vitesse de la tombée d'un corps ne dépend pas de sa masse, mais de sa forme. Il reçoit un prix à ce sujet. Ses parents sont Vincenzo Galilei,musicien de profession, et Giulia Ammannati. La famille Galilei est issue de la petite noblesse italienne. Galilée sera éduqué jusqu'à ses 10 ans chez ses parents. Puis, en 1574, sa famille déménage à Florence mais le confie d’abord à un prêtre puis à un couvent. Il reçoit une éducation religieuse. En 1579, le père le rappelle à Florence. Poussé par son père, Galilée commence, à l'âge de 17 ans, des études de médecine à l'université de Pise. Mais Galilée ne se passionne pas du tout pour ce domaine scientifique ; il le trouve ennuyeux. Au mépris de son père, Galilée prend secrètement des cours de mathématiques et de physique chez le précepteur  du duc de Toscane et un ami de la famille, Ostilio Ricci (un élève du mathématicien Tartaglia).

### Carrière universitaire

Galilée n'obtiendra jamais son diplôme. Son père le laisse poursuivre ses travaux en physique. Il se fait connaître avec des travaux sur le pendule, sur les balances, le centre de gravité et sur la chute des corps. À 25 ans, il est nommé professeur de mathématiques à l'Université de Pise. Il peut désormais subvenir aux besoins de sa famille tout en se consacrant pleinement à la science.

En 1590, Galilée découvre et étudie la cycloïde. En 1592, il part enseigner les mathématiques, la mécanique, l'astronomie, la balistique (Science qui s'occupe de la force d'expansion et de la vitesse uudujdididides projectiles) et l'architecture militaire, à l'Université de Padoue, près de Venise, où il restera 18 ans. Il conçoit et vend aussi toutes sortes d'objets scientifiques, comme des compas, des boussoles, des balances, des thermomètres, etc.

En 1599, Galilée rencontre Marina Gamba, une jeune vénitienne, avec laquelle il a une liaison jusqu'en 1610. Ils ont eu trois enfants, qui seront élevés par Galilée après leur séparation. 1604 est pour lui une année exceptionnelle : il teste une nouvelle pompe à eau, découvre la loi du mouvement uniformément accéléré et observe une *nova stella*.

### Astronomie

En 1609, il présente au public vénitien la lunette astronomique. Cette invention n'est en réalité pas la sienne ; il a amélioré une invention hollandaise. Grâce à ses connaissances en optique, il triple le grossissement obtenu. Il organise des séances d'observations du haut du campanile de la place Saint-Marc. Il lègue son instrument à la République de Venise, qui y voit un fort potentiel militaire et double son salaire.

En 1610, il a déjà construit 60 instruments. Galilée veut s'attaquer à l'astronomie, bien que ce domaine soit sévèrement contrôlé par l'Église. Il veut défendre la théorie selon laquelle la Terre tourne autour du Soleil au lieu que ce soit le Soleil qui tourne autour de la Terre. C'est ce qu'on appelle l'héliocentrisme ou système de Copernic puisque cela avait déjà été développé par Nicolas Copernic. Il pense que la lunette va l'aider à trouver la preuve.

Il tourne donc son instrument vers le ciel et, pour la première fois dans l'histoire de l'humanité, observe les montagnes lunaires, la nature de la voie Lactée, les taches solaires, les satellites de Jupiter, les anneaux de Saturne, les phases de Vénus… Il publie ses découvertes dans *Sidereus Nuncius (Le Messager céleste),* dont les 500 exemplaires seront épuisés en quelques jours. Dans toute l'Europe, on ne parle que de lui. C'est la gloire.

### Le procès

À l'université, Galilée continue d'enseigner plusieurs théories géocentriques, même s'il sait qu'elle est erronée. Les attaques se multiplient, par les savants aussi bien que par les ecclésiastiques. On reproche à Galilée et à ses partisans de propager des observations erronées, voire de contredire la Bible et les conceptions d'Aristote (érigées au rang de dogme par l’Église).

Galilée va parfois trop loin et publie des ouvrages polémiques, comme *Il Saggiatore* (1623) ou *Dialogue sur les deux grands systèmes du monde* (1632). Il se croit intouchable. Plutôt que de présenter le système géocentrique et le système héliocentrique comme deux théories valables, comme ses amis le lui demandent, il veut écraser ses adversaires, et utilise la raison et la raillerie.

Mais ses ennemis se sentent humiliés et réagissent. Malgré le soutien du grand-duc de Toscane et du cardinal Barberini, devenu le pape Urbain VIII, l’Église ouvre un procès en 1633, et le force à abjurer  toutes ses thèses scientifiques. C'est lors de ce procès qu'il aurait prononcé la célèbre formule « Et pourtant, elle tourne » (en italien "Eppur si muove"). L'Inquisition le condamne à neuf ans de prison.

Finalement, Galilée ne fait pas ces neuf ans de prison. Il reste chez lui, en résidence surveillée, et continue de mener secrètement ses travaux avec ses disciples jusqu'à sa mort à 77 ans le 8 janvier 1642. Il est alors inhumé le 9 janvier dans le caveau familial de la Basilique Santa Croce de Florence, sur l'ordre du grand Duc de Toscane.

## Travaux scientifiques

Avec son approche rigoureuse basée sur l'expérimentation et sa volonté d'utiliser les mathématiques comme langage des sciences, Galilée est considéré comme un des fondateurs de la méthode scientifique.

### Astronomie

Grâce à son perfectionnement de la lunette astronomique, il a mis à bas l'astronomie antique, qui considérait les cieux comme immuables et parfaits. Galilée défendait le système solaire héliocentrique mis au point par Copernic et utilisait ses observations pour défendre ce point de vue. C'est un bouleversement profond et irrémédiable de la discipline.

Il a ainsi révélé :

L'existence de montagnes sur la Lune. Le fait que la Voie Lactée est une région du ciel très dense en étoiles. Qu'il existe des étoiles invisibles à l’œil nu. Que certaines étoiles visibles à l’œil nu sont en fait des amas d'étoiles. Il étudie les taches les taches solaires et les interprète comme des zones froides à la surface du Soleil. Les quatre satellites principaux de Jupiter(Io, Europe, Ganymède et Callisto) et il étudie leur période de rotation. Les anneaux de Saturne (même s'il ne comprend pas leur nature). Les phases de Vénus.

### Physique

Galilée est considéré comme le fondateur de la physique moderne. Avec ses nombreuses expériences, sur l'équilibre, le mouvement et la chute des corps, il a posé les bases de la mécanique. Il a construit de nombreux instruments, comme une balance donnant la quantité exacte d'or et d'argent dans un objet métallique.

Il a notamment énoncé les principes et lois suivantes :

Le relativisme galiléen : si on est dans une voiture qui roule sur une route, alors c'est la même chose de dire que la voiture se déplace par rapport au paysage, ou que le paysage se déplace par rapport à la voiture. La loi d'oscillation des pendules : la durée d'oscillation d'un pendule dépend de sa longueur (mais pas de sa masse). Les principes de la chute des corps : la vitesse de chute d'un objet ne dépend pas de sa masse, mais de sa forme.

### Mathématiques

Pour Galilée, les mathématiques sont le langage permettant de comprendre les lois scientifiques de la nature. En 1623, il écrit dans *Il Saggiatiore* : « L'univers est écrit en langue mathématique, et ses caractères sont des triangles, des cercles et autres figures géométriques, sans le moyen desquels il est humainement impossible d'en comprendre un mot. »

Les apports de Galilée en mathématiques concernent surtout les problèmes de tangentes (étudier l'évolution d'une tangente à une courbe au fil des points) et les problèmes de quadratures (calculer l'aire d'une figure en la découpant en rectangles le plus finement possible). Il s'inspire des travaux d'Archimède et est ainsi un précurseur du calcul infinitésimal.

Il a aussi étudié certaines courbes mathématiques, comme la cycloïde, et travaillé à résoudre des problèmes inspirés par les jeux de cartes.

## Livres

Galilée a écrit des livres considérés aujourd'hui comme très importants dans l'histoire des sciences. Il a souvent écrit en italien afin qu'un maximum de gens puissent le comprendre, alors que les ouvrages scientifiques étaient d'habitude en latin.

On peut citer notamment :

* *De motu* (Du mouvement) en 1590 : lois du mouvement et de la chute des corps
* *Trattato di Forticazioni* (Traité des fortifications) et Trattato di Meccaniche (Traité de mécanique) en 1593 : manuels pour ses étudiants
* *Sidereus Nuncius* (Le messager céleste) en 1610 : les observations à la lunette astronomique au sujet de la Lune, des satellites de Jupiter et des étoiles
* *Il Saggiatore* (L'essayeur) en 1623 : réponse au traité sur les comètes écrit en 1618 par Orazio Grassi, qui y est ridiculisé
* *Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo* (Dialogue sur les deux grands systèmes du monde) en 1632 : dialogue entre trois personnages autour du système héliocentrique de Copernic et du système géocentrique de Ptolémée
* *Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno à duer nouve scienze* (Discours concernant deux sciences nouvelles) en 1637 : pose les fondements de la mécanique et de la science des matériaux