Galileo Galilei
Ura ja saavutukset > Fysiikka

Galilein teoreettinen ja kokeellinen työ kappaleiden liikkeen kuvaamiseksi muodosti pohjan klassiselle mekaniikalle, jonka Sir Isaac Newton kehitti myöhemmin. Hän oli pioneeri ainakin Euroopassa täsmällisessä kokeellisuudessa ja luonnonlakien matemaattisessa kuvaamisessa.
Eräs kuuluisimmista Galileita koskevista tarinoista kertoo, että hän pudotti erimassaisia palloja Pisan kaltevasta tornista osoittaakseen, että putoamisaika ei riipu kappaleen massasta. Tämä oli vastoin Aristoteleen oppia, jonka mukaan kappale putoaa sitä nopeammin, mitä enemmän se painaa. Giambattista Benedetti oli saavuttanut saman tuloksen vuosia aiemmin, 1553. Vaikka tarina tornista kerrotaan ensimmäisen kerran jo Galilein oppilaan Vincenzo Vivianin kirjoittamassa elämäkerrassa, sitä ei nykyisin pidetä totena. Galilei suoritti myös kokeita, joissa hän vieritti palloja kaltevaa tasoa pitkin. Näistä yksi on edelleen Firenzessä. Kaltevaa tasoa pitkin vieriminen vastaa hidasta putoamista, kun kappaleen massajakauma on tasainen. Vaikka Galilei oli ensimmäinen asiaa kokeillut, hän ei ollut ensimmäinen, joka väitti putoamisajan olevan riippumaton massasta: Johannes Filoponos oli väittänyt näin jo vuosisatoja aiemmin.
Galilei määritti oikean matemaattisen lain kiihtyvyydelle: kuljettu matka levosta lähtien on verrannollinen kuluneen ajan neliöön ( d\propto t^{2}). Hän ilmaisi tämän geometrista konstruktiota ja matemaattisesti eksakteja sanoja käyttäen, oman aikansa mukaisesti. Matematiikan kehityttyä asia voitiin ilmasta myös algebrallisesti. Hän päätteli myös, että kappaleet säilyttävät nopeutensa, mikäli niihin ei vaikuta mikään voima. Hän siis hylkäsi aristoteelisen näkemyksen, että kappaleiden vauhti hidastuu itsestään, ellei mikään voima vaikuta niihin. Tämäkään ei ollut uusi ajatus, vaan Ibn al-Haitham oli ehdottanut sitä jo satoja vuosia aiemmin; Jean Buridan ja Joseph Needhamin mukaan Mo Tzu oli esittänyt saman ajatuksen vielä aikaisemmin. Galilei kuitenkin ilmaisi asian ensimmäisenä matemaattisesti. Galilein inertiaperiaate kuuluu, että ”tasaisella tasolla liikkuva kappale jatkaa samaan suuntaan tasaisella nopeudella, ellei sitä häiritä”. Tämä periaate sisältyy Newtonin ensimmäiseen lakiin.
Galileo havaitsi, että heilurin heilahdusaika ei riipu heilahduksen laajuudesta. Tarinan mukaan hän päätyi johtopäätökseen katsellessaan, miten Pisan katedraalin kynttelikkö heilui, ja käytti pulssiaan ajastuksessa. Vaikka Galileo uskoi verrannollisuuden olevan eksakti, se on vain pienille amplitudeille pätevä approksimaatio. Se on kuitenkin tarpeeksi tarkka kellossa käytettäväksi.
1600-luvun alussa Galilei ja hänen apulaisensa yrittivät mitata valonnopeuden.lähde? He seisoivat eri kukkuloilla ja pitivät kumpikin ikkunaluukullista lyhtyä. Ensin Galileo avasi oman lyhtynsä luukun, ja apulainen avasi omansa nähtyään valon. Runsaan kilometrin matkalla Galilei ei voinut havaita viivettä yhtään enempää kuin silloin, kun he olivat vain muutaman metrin päässä toisistaan. Hän ei voinut tehdä päätöstä siitä, etenikö valo välittömästi, mutta hän arveli, että välimatka oli liian lyhyt hyvän mittauksen saavuttamiseksi. Galilei oli yksi ensimmäisistä, joka ymmärsi äänen taajuuden. Kun hän raapi taltalla eri nopeuksilla, hän havaitsi yhteyden äänenkorkeuden ja raapimisen nopeuden (taajuuden) välillä.lähde?
Galilei esitti vuonna 1632 Dialogissaan fysikaalisen teorian, joka käsitteli vuorovesi-ilmiötä. Mikäli se olisi ollut oikea, se olisi puoltanut vahvasti Maan liikettä. Hänen teoriansa oli ensimmäinen käsitys siitä, että meren muoto vaikutti vuoroveden amplitudiin ja taajuuteen. Hän selosti oikein sen, että vuorovesi oli Adrianmeren keskellä vähäinen rannikoihin verrattuna. Vuoroveden syyn hänen teoriansa kuitenkin esitti väärin, ja vasta Kepler ja muut yhdistivät vuoroveden oikein Kuuhun. Kunnollisen fysikaalisen teorian teki myöhemmin Newton.
Galilei kehitti myös suhteellisuuden perusperiaatteen eli Galilei-invarianssin, jonka mukaan fysiikan lait ovat samat missä tahansa suoraan tasaisella vauhdilla liikkuvassa systeemissä. Täten ei ole olemassa absoluuttista liikettä eikä lepoa. Tämän periaatteen avulla Newton kehitti mekaniikan peruslait, ja siitä Einstein loi edelleen Erityisen suhteellisuusteorian ensimmäisen postulaatin.