กาลิเลโอกับกล้องโทรทรรศน์ ค.ศ. 1610: ท้องฟ้าที่ไม่เหมือนเดิมอีกต่อไป

ในปี ค.ศ. 1608 ช่างทำแว่นชาวดัตช์ยื่นจดสิทธิบัตรเครื่องมือที่ใช้เลนส์สองชิ้นทำให้ของไกลดูใกล้ขึ้น เมื่อข่าวไปถึงกาลิเลโอ กาลิเลอี อาจารย์คณิตศาสตร์ชาวอิตาลี เขาสร้างกล้องของตัวเองโดยฝนเลนส์เอง ปรับปรุงจนขยายได้ราว 20 เท่า และในปลายปี ค.ศ. 1609 ก็ทำสิ่งที่คนก่อนหน้าไม่ได้ตั้งใจทำอย่างเป็นระบบ คือหันกล้องขึ้นไปบนท้องฟ้าแล้วจดบันทึกสิ่งที่เห็นอย่างละเอียด

สิ่งที่กาลิเลโอเห็น

• ภูเขาบนดวงจันทร์ เส้นแบ่งกลางวันกลางคืนบนดวงจันทร์ขรุขระ มีจุดสว่างโผล่ในด้านมืด ซึ่งเป็นยอดเขาที่รับแสงอาทิตย์ก่อนที่ราบรอบ ๆ เขาใช้ความยาวเงาประมาณความสูงของภูเขาได้ แนวคิดดั้งเดิมที่ว่าวัตถุบนฟ้าเป็นทรงกลมสมบูรณ์แบบจึงไม่จริง ดวงจันทร์เป็นโลกที่มีภูมิประเทศเหมือนโลกของเรา
• ดาวนับไม่ถ้วน ทางช้างเผือกและกลุ่มดาวต่าง ๆ มีดาวจางที่ตาเปล่ามองไม่เห็นอีกมากมาย ทางช้างเผือกที่เห็นเป็นแถบฝ้าแท้จริงคือดาวจำนวนมหาศาล
• ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี ตั้งแต่วันที่ 7 มกราคม ค.ศ. 1610 เขาเห็นจุดแสงเล็ก ๆ สามสี่จุดเรียงอยู่ข้างดาวพฤหัสบดี และเปลี่ยนตำแหน่งไปทุกคืน ภายในไม่กี่วันเขาสรุปได้ว่าเป็นดวงจันทร์สี่ดวงที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี ปัจจุบันเรียกว่าดวงจันทร์ของกาลิเลโอ ได้แก่ ไอโอ ยูโรปา แกนีมีด และคัลลิสโต นี่คือหลักฐานแรกที่ชัดเจนว่ามีวัตถุที่ไม่ได้โคจรรอบโลก

กาลิเลโอรีบตีพิมพ์การค้นพบเหล่านี้ในหนังสือเล่มบางชื่อซิเดเรอุส นุนซิอุส (Sidereus Nuncius) หรือผู้ส่งสารจากดวงดาว ในเดือนมีนาคม ค.ศ. 1610 หนังสือขายหมดอย่างรวดเร็วและทำให้เขามีชื่อเสียงไปทั่วยุโรป

ข้างขึ้นข้างแรมของดาวศุกร์

ปลายปี ค.ศ. 1610 กาลิเลโอสังเกตว่าดาวศุกร์มีข้างขึ้นข้างแรมครบทุกแบบเหมือนดวงจันทร์ และเมื่อเป็นเสี้ยวบาง ๆ ดาวศุกร์ดูใหญ่กว่าตอนเกือบเต็มดวงมาก ในแบบจำลองของปโตเลมีที่ให้โลกเป็นศูนย์กลาง ดาวศุกร์อยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์เสมอ เราจึงควรเห็นแต่เสี้ยว ไม่มีทางเห็นเกือบเต็มดวงได้ การเห็นข้างขึ้นข้างแรมครบชุดจึงพิสูจน์ว่าดาวศุกร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ และแบบจำลองของปโตเลมีผิด แม้ในตอนนั้นจะยังมีแบบจำลองของทิโค บราเฮ ซึ่งให้ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์ แล้วดวงอาทิตย์โคจรรอบโลกอีกที ที่อธิบายข้อสังเกตนี้ได้เช่นกัน

จุดบนดวงอาทิตย์และดาวเสาร์ที่มีหู

เขายังสังเกตจุดมืดบนดวงอาทิตย์โดยฉายภาพผ่านกล้องลงบนกระดาษ เห็นจุดเคลื่อนข้ามหน้าดวงอาทิตย์และหดสั้นเมื่อไปถึงขอบ แสดงว่าดวงอาทิตย์หมุนรอบตัวเองและจุดเหล่านี้อยู่บนผิว ไม่ใช่ดาวเคราะห์ที่ผ่านหน้า ส่วนดาวเสาร์ปรากฏเหมือนมี "หู" สองข้าง กล้องของเขาไม่คมพอจะเห็นว่าเป็นวงแหวน ต้องรอจนถึงปี ค.ศ. 1655 คริสตียาน เฮยเคินส์ จึงอธิบายได้ว่าเป็นวงแหวนรอบดาว

ราคาที่ต้องจ่าย

กาลิเลโอสนับสนุนแนวคิดของโคเปอร์นิคัสว่าโลกและดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์อย่างเปิดเผย ในปี ค.ศ. 1632 เขาตีพิมพ์หนังสือที่เขียนเป็นบทสนทนาเปรียบเทียบสองแนวคิด ปีต่อมาเขาถูกศาลศาสนาไต่สวน บังคับให้ประกาศถอนความเชื่อ และถูกกักบริเวณในบ้านจนเสียชีวิตในปี ค.ศ. 1642 ในปี ค.ศ. 1992 สำนักวาติกันยอมรับอย่างเป็นทางการว่าการตัดสินครั้งนั้นผิดพลาด ปัจจุบันกาลิเลโอได้รับการยกย่องว่าเป็นบิดาของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ เพราะยืนยันว่าความจริงต้องตัดสินด้วยการสังเกตและการทดลอง