การค้นพบของกาลิเลโอ

ขอขอบคุณโครงการการเรียนรู้ในเรื่องวิทยา ศาสจร์โลกและดาราศาสตร์
ภายใต้ความร่วมมือระหว่าง LESA โครงการวิจัยโดยหอดูดาวเกิดแก้ว , สำนักงานกองทุนกองทุนสนับสนุนการวิจัย(สกว.),
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และวิชาการดอทคอม
https://203.114.105.84/virtual/lesa/index1.htm

            ในต้นคริสต์ศตวรรษที่ 17  กาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei) นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี ซึ่งมีชีวิตอยู่ในช่วง ค.ศ.1564 - 1642 ได้นำกล้องส่องทางไกลซึ่งประดิษฐ์คิดค้นโดยชาวฮอลแลนด์ มาประยุกต์สร้างขึ้นเป็นกล้องโทรทรรศน์ชนิดหักเหแสง (Refracting telescope)  เพื่อใช้ส่องดูเทห์วัตถุท้องฟ้า กาลิเลโอพบว่า พื้นผิวของดวงจันทร์เต็มไปด้วยหลุมขรุขระ และพื้นผิวของดวงอาทิตย์ก็มีจุด (Sunspots) มิได้เป็นทรงกลมที่สมบูรณ์ (มีผิวราบเรียบ) ดังคำสั่งสอนของอริสโตเติล 

ภาพที่ 1   กาลิเลโอ กาลิเลอี

            กาลิเลโอพบว่า ดาวพฤหัสบดีมีดาวจันทร์ 4 ดวง  เขาเฝ้าบันทึกการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์ทั้งสี่ด้วยการสเกตรูป (ภาพที่ 2)  และสรุปได้ว่า ดวงจันทร์ทั้งสี่โคจรรอบดาวพฤหัสบดีมิได้โคจรรอบโลก แต่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี  สิ่งที่กาลิเลโอค้นพบขัดแย้งกับคำสอนของอริสโตเติลที่ว่า “โลกคือศูนย์กลางของจักรวาล  เทห์วัตถุท้องฟ้าทุกอย่างโคจรรอบโลก” 

ภาพที่ 2  การบันทึกตำแหน่งดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี ของกาลิเลโอ

            เมื่อกาลิเลโอใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องมองดาวศุกร์ เขาพบว่าขนาดของดาวศุกร์เปลี่ยนแปลงไปในแต่ละวัน เสี้ยวสว่างของดาวศุกร์เปลี่ยนแปลงสอดคล้องกับการที่ดาวศุกร์โคจรรอบดวง อาทิตย์ เมื่อดาวศุกร์โคจรอยู่ด้านเดียวกับโลก ดาวศุกร์จะมีขนาดใหญ่ แต่ปรากฏเป็นเสี้ยวบางคล้ายข้างแรมของดวงจันทร์ เนื่องจากเรามองเห็นแต่ทางด้านหลังดาวศุกร์ เมื่อดาวศุกร์โคจรไปอยู่อีกด้านหนึ่งของดวงอาทิตย์ ดาวศุกร์จะมีขนาดเล็กลง และปรากฏเกือบเป็นวงกลม (ภาพที่ 3)

ภาพที่ 3  ภาพปรากฏของดาวศุกร์

            แม้ว่าการค้นพบของกาลิเลโอจะถูกต้องตรงกับความเป็นจริง แต่ทว่าขัดแย้งกับคำสั่งสอนของศาสนาในยุคนั้น  ตำราที่เขาเขียนจึงถูกอายัด และตัวเขาเองก็ถูกจองจำอยู่กับบ้านจนวันตาย  จนกระทั่งสามร้อยปีต่อมา ในเดือนตุลาคม ค.ศ.1992  ทางโบสถ์แห่งสำนักวาติกัน ได้ออกมาแถลงการณ์ ยอมรับข้อผิดพลาดที่ปฏิบัติต่อกาลิเลโอ
            กาลิเลโอ มิได้เป็นเพียงนักดาราศาสตร์ผู้เฝ้าสังเกตการณ์ แต่ยังเป็นนักฟิสิกส์ยุคใหม่อีกด้วย ในยุคก่อนอริสโตเติลให้คำอธิบายไว้ว่า “การที่สิ่งของตกลงสู่พื้นดินนั้น เป็นเรื่องของการเคลื่อนที่ตามธรรมชาติ มิได้มีเรื่องของแรงมาเกี่ยวข้อง  หากเป็นเพราะโลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาล ทุกสิ่งจึงต้องเคลื่อนที่เข้าสู่ศูนย์กลางของโลก”  กาลิเลโอคิดแตกต่างออกไป เขาเชื่อว่าการที่วัตถุตกลงสู่พื้นนั้น มิใช่เป็นแค่เพียงการเคลื่อนที่ตามธรรมชาติ แต่เป็นเพราะมีแรงมากระทำต่อวัตถุ  กาลิเลโอได้ทำการทดลอง ณ หอเอนแห่งเมืองปิซา (Piza) โดยพิสูจน์ให้เห็นว่า วัตถุต่างชนิดตกลงสู่พื้นโลก  ด้วยความเร่งที่เท่ากัน  แนวความคิดนี้ถูกนำไปพัฒนาต่อโดย เซอร์ไอแซค นิวตัน นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษในยุคต่อมา