บทความตอนที่ 2 ของซีรีส์ "กาลิเลโอ กาลิเลอี บิดาของดาราศาสตร์ยุคใหม่" 3 ตอนจบ
ในขณะที่ใช้ชีวิตเป็นอาจารย์ที่มหาวิทยาลัยปาดัว กาลิเลโอได้รับงานออกแบบอุปกรณ์วิทยาศาสตร์เพื่อนำออกขาย เช่น สร้างเข็มทิศสำหรับทหารใช้ในการยิงกระสุนให้ถูกเป้า รวมถึงได้ออกแบบหวี เข็มขัด ปากกาลูกลื่น เทอร์โมมิเตอร์อากาศ (ที่ใช้สมบัติการขยายตัวของอากาศเมื่อได้รับความเป็นเกณฑ์บอกอุณหภูมิ) และเครื่องเก็บผลมะเขือเทศ เป็นต้น ในเวลาว่างก็จะวิเคราะห์เนื้อหาในตำราวิทยาศาสตร์ของอาร์คิมีดีส (Archimedes) กับอริสโตเติล แล้วนำมาเรียบเรียงเป็นตำราชื่อ De motu (On Motion) ซึ่งมีเนื้อหาเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ และกาลิเลโอได้พบความรู้ใหม่ว่า ถ้าวัตถุไม่มีแรงใดๆ มากระทำ และวัตถุนั้นอยู่นิ่ง มันก็คงสภาพนิ่งตลอดไป แต่ถ้าวัตถุนั้นกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว มันก็มีความเร็วนั้นต่อไป นี่คือสมบัติความเฉื่อย (inertia) ความรู้ประเด็นนี้ได้ปูทางให้นิวตันใช้ในการสร้างกฎการเคลื่อนที่ในเวลาต่อมา
กาลิเลโอยังได้พบอีกว่า ในกรณีวัตถุที่ไถลลงตามพื้นที่เอียงทำมุมกับแนวระดับ ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ ขึ้นโดยตรงกับเวลายกกำลังสองเสมอ ไม่ว่ามุมเอียงจะมีค่าอะไร ดังนั้นเมื่อมุมเอียงเป็นมุมฉาก คือพื้นอยู่ในแนวดิ่งระยะทางก็ยังแปรโดยตรงกับเวลายกกำลังสองเหมือนเดิม กาลิเลโอจึงแถลงสรุปว่า กรณีวัตถุตกอย่างเสรี ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้แปรโดยตรงกับเวลายกกำลังสอง สำหรับการเคลื่อนที่ของกระสุนปืนใหญ่ กาลิเลโอก็ได้พบความจริงที่ขัดแย้งกับคำสอนของอริสโตเติลอีก เมื่อได้แสดงว่ากระสุนมีวิถีโค้งแบบพาราโบลา (parabola)
ความรู้เหล่านี้ทำให้กาลิเลโอเห็นความสำคัญของคณิตศาสตร์ในการศึกษาธรรมชาติว่าสามารถใช้สรุปความจริงออกมาเป็นสูตรที่ช่วยให้ผู้ทดลองสามารถทำนายอนาคตได้ กาลิเลโอจึงกล่าวว่า คนที่ไม่มีความรู้คณิตศาสตร์จะไม่มีวันเข้าใจฟิสิกส์ได้ดี และพระเจ้าคือนักคณิตศาสตร์ เพราะทรงสร้างเอกภพโดยใช้หลักการทางคณิตศาสตร์
ในปี 1608 กาลิเลโอเริ่มสนใจดาราศาสตร์เมื่อได้อ่านหนังสือ De Revolutionibus Orbium Coelestium(On the Revolutions of the Heavenly Spheres) ของโคเปอร์นิคัส ซึ่งถูกห้ามเผยแพร่ ห้ามอ่าน ห้ามนำเนื้อหาไปเล่า ห้ามใช้สอน และห้ามใช้เรียนอย่างเด็ดขาด เพราะสถาบันศาสนาแห่งวาติกันมีความเห็นว่าเนื้อหาในหนังสือเล่มนี้ขัดแย้งและจาบจ้วงคำสอนในคัมภีร์ไบเบิลอันศักดิ์สิทธิ์ เช่น ไบเบิลเขียนว่า ดวงอาทิตย์มีทั้งขึ้นและตก ส่วนโลกอยู่นิ่ง แต่โคเปอร์นิคัสกลับระบุว่า โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ และหมุนรอบตัวเองได้ด้วย ดังนั้น ดวงอาทิตย์จึงเป็นศูนย์กลางของเอกภพ ซึ่งฝ่ายศาสนาเห็นว่าถ้าความคิดของโคเปอร์นิคัสถูกต้อง ขณะโลกโคจรอยู่เหนือดวงอาทิตย์ นั่นหมายความว่าโลกกำลังอยู่บนสวรรค์ แล้วพระเจ้าจะสถิตที่ใด และเวลาโลกโคจรอยู่ใต้ดวงอาทิตย์ โลกกำลังอยู่ในนรกใช่หรือไม่
ด้วยเหตุนี้สำนักวาติกันจึงออกประกาศว่า ใครก็ตามที่คิดและเชื่อตามโคเปอร์นิคัสเป็นคนนอกรีตที่สมควรถูกลงโทษ ซึ่งอาจจะถูกฆ่าโดยการเผาทั้งเป็นเช่นเดียวกับจีออร์ดาโน บรูโน (Giordano Bruno) นักบวชชาวอิตาเลียนผู้เคยนำความคิดของโคเปอร์นิคัสไปเผยแพร่ชักนำให้ประชาชนเชื่อว่า ถ้าโลกเป็นเพียงดาวเคราะห์ดวงหนึ่งที่มีมนุษย์อาศัยอยู่ ดังนั้นดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ก็น่าจะมีมนุษย์อาศัยอยู่ด้วย และถ้ามนุษย์ต่างดาวมีจริง บรูโนจึงบอกแบบมีนัยว่า มนุษย์ก็มิได้ยิ่งใหญ่หรือสำคัญอีกต่อไป (ในความเห็นของบรูโนนั้น ดวงจันทร์ ดาวอังคาร ฯลฯ ต่างก็มีมนุษย์อาศัยอยู่) การชี้นำให้ผู้คนเชื่อเช่นนี้จึงเท่ากับการลบหลู่คำสอนในไบเบิล ดังนั้น ศาลศาสนาจึงพิพากษาให้นำตัวบรูโนไปเผาทั้งเป็นที่จัตุรัส Campo de’ Fiori ในกรุงโรม เมื่อเวลาเช้าตรู่ของวันที่ 17 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1600
สำหรับบทบาทของศาลศาสนา (Inquisition) นั้น เราจำเป็นต้องรู้ประวัติศาสตร์ว่าใน ค.ศ.1600 ซึ่งเป็นเวลาที่กำลังมีการเปลี่ยนคริสต์ศตวรรษใหม่ ได้มีเหตุการณ์สำคัญเกิดขึ้นมากมาย และหนึ่งในเหตุการณ์นั้นคือการปฏิรูปศาสนา จากคริสต์ศาสนาที่มีเพียงนิกายเดียวและมีสันตะปาปาแห่งวาติกันทรงเป็นประมุของค์เดียว
ในปี 1517 Martin Luther นักบวชชาวเยอรมันกับสมัครพรรคพวกได้เรียกร้องให้มีการเปลี่ยนแปลงความเป็นผู้นำทางศาสนาของสันตะปาปา Luther จึงถูกเรียกว่าพวกโปรเตสแตนต์ (protest แปลว่า ประท้วง) และในที่สุดกษัตริย์ยุโรปหลายพระองค์ทรงเข้าร่วมขบวนการเรียกร้องนี้ ศาสนาใหม่ได้กลายเป็นคริสต์ศาสนาอีกนิกายหนึ่งที่ทรงอิทธิพลและต่อต้านวาติกัน
ด้วยเหตุนี้บรรดานักบวชในโรมจึงมีความเห็นว่าพวกโปรแตสแตนต์เป็นพวกนอกรีต จากนั้นสำนักวาติกันจึงได้จัดตั้งศาลศาสนาขึ้นในเมืองใหญ่ๆ ในอิตาลี โดยให้ผู้พิพากษาขึ้นโดยตรงต่อโรม และมีหน้าที่ค้นหาคนที่ต่อต้านและขัดขวางคริสต์ศาสนากับสันตะปาปา เมื่อพบก็ให้จับคนนอกรีตคนนั้นมากักขังแล้วไต่สวน ถ้าพบว่าผิดจริงก็ให้ทรมานเพื่อให้กลับใจหรือฆ่าจนตาย ซึ่งประเพณีการกำจัดศัตรูทางความคิดอย่างรุนแรงเยี่ยงนี้ได้มีมานานแล้วในยุโรป ไม่เพียงแต่กรณีความขัดแย้งทางศาสนาเท่านั้น แม้แต่ทางวิชาการก็มี ดังเช่นเมื่อศิษย์ของ Pythagoras ถูกอาจารย์สั่งฆ่า เพราะพบความจริงทางทฤษฎีคณิตศาสตร์ที่ขัดกับคำสอนของอาจารย์
เมื่ออายุ 44 ปี กาลิเลโอได้ข่าวว่าที่เมือง Middelburg ในเนเธอร์แลนด์มีช่างทำแว่นขยายคนหนึ่งชื่อ Hans Lippershey ซึ่งได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ที่สามารถทำให้ภาพที่เห็นด้วยตาเปล่ามีขนาดใหญ่ขึ้น 3 เท่า โดยการนำเลนส์นูน 2 ชิ้นมาสวมติดที่ปลายท่อกลวง แต่เมื่อ Lippershey นำสิ่งประดิษฐ์นี้ไปขอรับการจดสิทธิบัตร เจ้าหน้าที่กลับบอกว่ามันมิใช่สิ่งแปลกใหม่ เพราะมีคนรู้จักทำอุปกรณ์ที่มีความสามารถเช่นนี้มานานแล้ว (ประวัติศาสตร์จึงไม่มีหลักฐานแน่ชัดว่าใครคือบุคคลแรกที่ประดิษฐ์กล้องส่องทางไกล)
อย่างไรก็ตาม ความอยากรู้อยากเห็นและอยากประดิษฐ์กล้องด้วยตนเองทำให้กาลิเลโอคิดจะสร้างกล้องส่องทางไกลบ้าง ทั้งๆ ที่มีประสบการณ์ฝนเลนส์ค่อนข้างน้อย แต่ก็ไม่ละความพยายาม จนกระทั่งเวลาผ่านไป 1 เดือน กาลิเลโอก็ได้เลนส์นูนมา 2 ชิ้น จึงนำไปติดที่ปลายท่อตะกั่ว และขยับเลนส์ไปมาจนพบว่ากล้องสามารถทำให้เห็นวัตถุมีขนาดใหญ่ขึ้นอย่างแทบไม่น่าเชื่อ จากนั้นได้พัฒนาต่อไปจนกล้องสามารถขยายภาพได้ 30 เท่า กาลิเลโอจึงเรียกอุปกรณ์ที่ประดิษฐ์นี้ว่า Perspicilum เพราะสามารถใช้สำหรับดูวัตถุที่อยู่ไกลให้เห็นได้ชัด
เมื่อกล้องมีประสิทธิภาพมากขึ้นและเห็นไกลขึ้น กาลิเลโอจึงสร้างกล้องมากมายเพื่อนำไปขายให้ทหารใช้สอดแนมข้าศึก และให้พ่อค้าใช้ส่องดูเรือในทะเลที่อยู่ไกลจากฝั่งเพื่อจะได้รู้ล่วงหน้าว่าเรือของใครจะนำสินค้าอะไรมาขาย ซึ่งจะทำให้พ่อค้า “ผู้เห็นการณ์ไกล” ทำธุรกิจค้าขายอย่างได้กำไร
การมีวิญญาณนักประดิษฐ์ทำให้กาลิเลโอพยายามวิเคราะห์ประสิทธิภาพของกล้อง และได้พบว่ากล้องส่องทางไกลสามารถเห็นวัตถุได้ ตราบที่แสงจากวัตถุเดินทางผ่านกล้องถึงตาผู้ดูกล้อง คำถามหนึ่งที่กาลิเลโอสนใจหาคำตอบคือ กล้องสามารถเห็นวัตถุที่อยู่ไกลเพียงใด ตาคนสามารถเห็นดาวที่อยู่ไกลถึงขอบสวรรค์ได้หรือไม่ ดังนั้นกาลิเลโอจึงหันกล้องส่องทางไกลของเขาเล็งตรงไปที่ดวงจันทร์ และนี่ก็คือการปฏิวัติครั้งยิ่งใหญ่ครั้งหนึ่งในประวัติดาราศาสตร์ เพราะกาลิเลโอได้แปลงอุปกรณ์ที่ให้คนทั่วไปใช้ และให้เด็กเล่น เป็นอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเรียกว่า “กล้องโทรทรรศน์” ให้นักดาราศาสตร์ใช้ศึกษาดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์และดวงจันทร์ ซึ่งกล้องโทรทรรศน์นี้ได้ช่วยให้กาลิเลโอพบปรากฏการณ์ต่างๆ บนท้องฟ้าที่ไม่เคยมีมนุษย์คนใดในประวัติศาสตร์เคยเห็นหรือเคยรู้มาก่อน
ในเดือนธันวาคม ค.ศ.1609 กาลิเลโอได้พบว่ารอยกระดำกระด่างของผิวดวงจันทร์ที่ผู้คนในสมัยนั้นคิดว่าเป็นเมฆที่มาบดบังสายตา แท้จริงแล้วรอยคล้ำเหล่านั้นเป็นภูเขาและหลุมบนดวงจันทร์ เงาที่ยาวทำให้กาลิเลโอรู้ว่ามันเป็นเงาของภูเขาสูง ดังนั้นผิวของดวงจันทร์จึงเป็นตะปุ่มตะป่ำและมีมลทิน หาได้กลมเกลี้ยงอย่างลูกบิลเลียดดังที่คริสต์ศาสนิกชนเชื่อไม่ ซึ่งนั่นหมายความว่า ดวงจันทร์ที่พระเจ้าทรงสร้างมีรอยตำหนิ และพระปรีชาสามารถของพระองค์จึงไม่สมบูรณ์
ในความเป็นจริงทอมัส แฮร์เรียต (Thomas Harriot) นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้เคยสเก็ตซ์ภาพของดวงจันทร์ตามที่เขาเห็นก่อนกาลิเลโอหลายปี แต่แฮร์เรียตเป็นคนรวยผู้มีชื่อเสียงด้านคณิตศาสตร์ จึงไม่ต้องการเกียรติยศใดๆ อีก ด้วยเหตุนี้จึงไม่ได้เผยแพร่สิ่งที่เห็น ครั้นเมื่อแฮร์เรียตถูกขังคุกเพราะได้เข้าไปพัวพันกับการวางระเบิดรัฐสภาอังกฤษในปี 1605 การถูกกักขังเป็นนักโทษทำให้ไม่มีใครเห็นความสำคัญของภาพที่เขาวาด (ณ วันนี้ภาพดังกล่าวอยู่ที่ London Museum of Science) ส่วนกาลิเลโอนั้นมีความต้องการชื่อเสียงมาก และต้องการเงินพอสมควรมาเลี้ยงดูครอบครัว ดังนั้นจึงเผยแพร่ความรู้ใหม่ที่ตนพบในทันที กาลิเลโอจึงได้ชื่อว่าเป็นมนุษย์ผู้เห็นความไม่สมบูรณ์ของดาวบนสวรรค์เป็นคนแรก
ในคืนวันที่ 7 มกราคม ค.ศ.1610 เมื่อกาลิเลโอใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดูดาวพฤหัสบดี เขาได้เห็นจุดสว่าง 3 จุดเล็กๆ ปรากฏอยู่ใกล้ๆ โดยจุดสว่างขนาดเล็กทั้งสามเรียงตัวกันในแนวเส้นศูนย์สูตรของดาวพฤหัสบดี และอยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีมาก กาลิเลโอคิดว่ามันคงเป็นดาวฤกษ์ 3 ดวงที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อน เพราะตำราดาราศาสตร์ไม่เคยกล่าวถึงดาวฤกษ์ทั้งสามเลย ในวันต่อมาก็เห็นจุดสว่างเพิ่มอีกหนึ่งจุด และจุดสว่างเดิมทั้งสามได้เปลี่ยนตำแหน่ง กาลิเลโอจึงสรุปว่าการเปลี่ยนตำแหน่งตามเวลาของจุดทำให้มันไม่ใช่ดาวฤกษ์
ลุถึงวันที่ 10 มกราคม จุดสว่างจุดหนึ่งได้หายไปอย่างไร้ร่องรอย เหตุการณ์เหล่านี้ทำให้กาลิเลโอสรุปว่า จุดสว่างที่เห็นเป็นดาวบริวารของดาวพฤหัสบดีที่กำลังโคจรไปรอบดาวที่ระยะห่างต่างๆ กัน ดังนั้นดาวพฤหัสบดีจึงมีดาวบริวารหรือดวงจันทร์มากถึง 4 ดวง (กาลิเลโอเห็นดวงจันทร์ดวงที่ 4 เมื่อวันที่ 13 มกราคม ค.ศ.1610) และดวงจันทร์เหล่านี้กำลังโคจรรอบดาวพฤหัสบดี หาได้โคจรรอบโลกดังคำสอนของปโตเลมีไม่
ในเบื้องต้นที่กาลิเลโอรายงานการพบดวงจันทร์เหล่านี้ไม่มีใครเชื่อ จนกระทั่ง Christopher Clavius ออกมายืนยันว่าดวงจันทร์ที่กาลิเลโอเห็นคือของจริง กาลิเลโอจึงได้รับการต้อนรับเยี่ยงวีรบุรุษ เมื่อครั้งที่เดินทางไปโรมในปี 1611 และหลังจากที่ได้พบดวงจันทร์ของดาวเคราะห์อื่นเป็นครั้งแรกแล้ว กาลิเลโอได้พยายามติดตามสังเกตการโคจรของดวงจันทร์ทั้งสี่อีกนาน 18 เดือน จนกระทั่งถึงกลางปี 1612 ก็รู้คาบการโคจรรอบดาวพฤหัสบดีของดวงจันทร์แต่ละดวงอย่างหยาบๆ
ความจริง Simon Marius (Mayer) นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน เป็นคนที่อ้างว่าได้เห็นดวงจันทร์ทั้งสี่ก่อนกาลิเลโอ แต่ไม่ได้เขียนเผยแพร่หรือรายงานข่าวการพบให้นักดาราศาสตร์คนอื่นๆ รู้ ดังนั้น เมื่อ Mayer ทราบข่าวการพบดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีในหนังสือ Sidereus Nuncius (Sidereal Messenger) ที่กาลิเลโอเขียนในปี 1610 Mayer จึงรู้ว่าตนพลาดโอกาสได้ชื่อว่าเป็นผู้พบดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีเป็นคนแรก การออกมาอ้างของ Mayer ในเรื่องนี้ทำให้ Mayer มีกรณีพิพาทกับกาลิเลโอว่าใครคือคนแรกที่พบดวงจันทร์เหล่านั้น ในที่สุดกาลิเลโอก็มีศัตรูเพิ่มอีกหนึ่งคน
สำหรับชื่อของดวงจันทร์ทั้งสี่ที่กาลิเลโอพบนั้น ในเบื้องต้นเขาตั้งชื่อว่า Medicean Stars (ดาวแห่งตระกูล Medici) เพื่อเป็นเกียรติแก่ Cosimo Ⅱdé Medici ผู้ดำรงตำแหน่งดยุคแห่งแคว้นทัสคานี กับน้องชายทั้งสามของ Cosimo เพราะกาลิเลโอปรารถนาจะกลับไปเป็นอาจารย์ที่มหาวิทยาลัยฟลอเรนซ์ซึ่งตั้งอยู่ในเขตปกครองของท่านดยุค
ดังนั้นกาลิเลโอจึงหวังว่าเมื่อท่านดยุคได้รับการยกย่องให้ใช้ชื่อเป็นชื่อของดวงจันทร์ ท่านคงสนับสนุนกาลิเลโออย่างเต็มที่เวลากาลิเลโอขอสมัครทำงานที่มหาวิทยาลัยฟลอเรนซ์ ส่วน Mayer นั้นได้เสนอให้เรียกชื่อดวงจันทร์ทั้งสี่ว่า Io, Europa, Callisto และ Ganymede ตามชื่อชู้รักทั้งสี่ของเทพจูปิเตอร์
เมื่อถึงวันนี้เราเรียกดวงจันทร์ทั้งสี่ในนามรวม ดวงจันทร์ของกาลิเลโอ (Galilean moons) เพื่อเป็นเกียรติแก่บุคคลผู้เห็นดวงจันทร์เหล่านี้เป็นคนแรก กาลิเลโอยังได้ตั้งข้อสังเกตอีกว่า ในขณะที่ดวงจันทร์ของโลกแสดงปรากฏการณ์ข้างขึ้นและข้างแรม แต่ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีแสดงแต่ข้างขึ้น คงเพราะได้รับแสงอาทิตย์ตลอดเวลา ยกเว้นเวลาที่ดวงจันทร์ดวงนั้นอยู่หลังดาวพฤหัสบดีในแนวตรงข้ามกับดวงอาทิตย์
เมื่อข่าวการค้นพบทางดาราศาสตร์ของกาลิเลโอแพร่สะพัดถึงเวนิส เจ้านครจึงมีบัญชาให้กาลิเลโอนำกล้องโทรทรรศน์มาสาธิตให้ชาวเวนิสดู กาลิเลโอจึงนำกล้องไปติดตั้งที่ยอดหอคอยในจัตุรัส St.Mark’s การสามารถเห็นภาพเรือที่อยู่ไกลมาปรากฏใกล้และเห็นภาพของดวงจันทร์ในลักษณะที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อน ได้สร้างความตื่นเต้นให้แก่ชาวเวนิสมาก กาลิเลโอจึงมอบกล้องโทรทรรศน์ให้เป็นของขวัญแก่ชาวเมืองและผู้ครองนคร ซึ่งก็ได้ตอบแทนความปรารถนาดีโดยการเพิ่มเงินค่าจ้างของกาลิเลโอจากปีละ 520 ฟลอรินเป็น 1,000 ฟลอริน
ในวันที่ 12 มีนาคม ค.ศ.1610 กาลิเลโอได้เรียบเรียงปรากฏการณ์ดาราศาสตร์ต่างๆ ที่เขาเห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์เป็นหนังสือชื่อ Sidereus Nuncius โดยได้เรียบเรียงเป็นภาษาอิตาลีเพื่อให้ชาวอิตาลีทั่วไปได้อ่านและเข้าใจ แทนที่จะเขียนเป็นภาษาละตินซึ่งจะมีแต่นักวิชาการเท่านั้นที่อ่านรู้เรื่อง หนังสือนี้ได้รับการตีพิมพ์เผยแพร่ไปทั่วยุโรปทำให้ชื่อกาลิเลโอกลายเป็นชื่อติดปาก หนังสือนี้ได้เปิดโลกใหม่ให้ชาวโลกทุกคนได้สำรวจ หลังจากที่โคลัมบัสได้พบทวีปอเมริกาในโลกใหม่แล้วเมื่อ 118 ปีก่อน
Sidereus Nuncius จึงเป็นหนังสือสำคัญที่สุดเล่มหนึ่งในคริสต์ศตวรรษที่ 17 เพราะได้ทำให้ผู้อ่านตื่นเต้นที่รู้ว่าดวงจันทร์มีลักษณะหลายอย่างเหมือนโลก คือมีหุบเขา ภูเขา และที่ราบ ข่าวการค้นพบที่ยิ่งใหญ่และน่าสนใจนี้ทำให้ผู้คนหลั่งไหลมาฟังกาลิเลโอบรรยายที่มหาวิทยาลัยปาดัว ทั้งชาวฝรั่งเศส อังกฤษ เยอรมัน และโปแลนด์ แม้แต่กษัตริย์ Gustav Adolphus แห่งสวีเดนก็เสด็จฯ มาฟังด้วย
เมื่อมีชื่อเสียงกาลิเลโอยิ่งรู้สึกต้องการจะกลับไปทำงานที่มหาวิทยาลัยฟลอเรนซ์ (Universita degli studi di Firenze) อีก เพราะที่นั่นมีบรรยากาศวิชาการดีกว่า และจะได้อยู่ใกล้ลูกสาวด้วย ดังนั้นในปี 1610 หลังจากทำงานที่มหาวิทยาลัยปาดัวได้นาน 18 ปี กาลิเลโอก็ได้ลาออกไปรับตำแหน่งศาสตราจารย์คณิตศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยฟลอเรนซ์ตามบัญชาของท่าน ดยุคทัสคานี ซึ่งได้มอบบ้านพักที่ Le Selve แก่กาลิเลโอเพื่อใช้เป็นสถานที่ถกเถียงทางวิชาการกับเพื่อนฝูง
ใน ค.ศ.1611 กาลิเลโอได้รับเลือกเป็นสมาชิกของสมาคม Accademia dei Lincei ซึ่งถูกจัดตั้งขึ้นโดย Federico Cesi ขุนนางวัย 18 ปีที่สนใจวิทยาการแทบทุกสาขา สมาคมนี้ประกอบด้วยสมาชิกที่ต้องการค้นคว้าหาความรู้วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ วรรณกรรม รวมถึงภาษาด้วย ในเบื้องต้นสมาคมมีสมาชิกเพียง 4 คน ทุกคนมีอายุต่ำกว่า 30 ปี อีกทั้งไม่มีใครเป็นนักวิทยาศาสตร์ การมีกาลิเลโอเข้ามาเป็นสมาชิกคนหนึ่งทำให้สมาคมมีห้องสมุดและห้องปฏิบัติการทดลอง รวมถึงชื่อเสียงด้วย ส่วนกาลิเลโอเองก็รู้สึกมั่นใจในการทำงานเพราะมี Cesi เป็นผู้อุปถัมภ์ที่มีบารมี
ใน ค.ศ.1612 กาลิเลโอได้เห็นจุดสลัวและจุดมืดขนาดต่างๆ บนดวงอาทิตย์ เหมือนดังที่ Christoph Scheiner นักบวชชาวเยอรมันเคยเห็น แต่ Scheiner คิดว่าจุดมืดเป็นภาพของดาวพุธที่โคจรตัดหน้าดวงอาทิตย์จึงไม่ติดตามดูต่อไป แต่กาลิเลโอหาได้คิดเช่นนั้นไม่ เพราะเขาเห็นจุดขนาดใหญ่เล็กปรากฏที่ผิวดวงอาทิตย์อย่างไม่สม่ำเสมอ และดูเหมือนเคลื่อนที่ได้ด้วย กาลิเลโอจึงรู้ว่าดวงอาทิตย์มีจุด (sunspot) ที่ผิว และการที่เห็นจุดเคลื่อนที่ได้แสดงว่าดวงอาทิตย์หมุนรอบตัวเอง และจุดมืดนี้ก็เป็นอีกหลักฐานหนึ่งที่แสดงว่าดวงอาทิตย์ที่พระเจ้าสร้างมีความด่างพร้อย คือ ไม่สมบูรณ์ 100% (การเฝ้าดูจุดบนดวงอาทิตย์นี้ทำให้กาลิเลโอตาบอดในบั้นปลายของชีวิต)
กาลิเลโอได้รายงานการพบจุดบนดวงอาทิตย์ในหนังสือ Istoria e Dimostrazioni intorno Alle Macchie Solari e Loro Accidenti Rome (History and Demonstrations Concerning Sunspots and their Properties; Treatise on Sunspots)
จากนั้นก็ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ศึกษาดาวเสาร์ และรู้สึกประหลาดใจมากเมื่อเห็นดาวเสาร์มีลักษณะไม่กลมเหมือนดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ คือมีดวงกลมใหญ่อยู่กลางและมีดวงกลมเล็กสองดวงอยู่ข้างๆ แต่อีกหลายเดือนต่อมา ดวงกลมเล็กทั้งสองได้หายไป กาลิเลโอรู้สึกงุนงงกับสิ่งที่เห็นมาก เพราะอธิบายเหตุผลไม่ได้ แต่ก็รู้ว่าพระเจ้าทรงบกพร่องอีกครั้งหนึ่งที่สร้างดาวเคราะห์ไม่กลม
ณ วันนี้เรารู้ว่าการที่กาลิเลโอเห็นดาวเสาร์ปรากฏเป็นดาว 3 ดวงเรียงกันนั้นเพราะกล้องโทรทรรศน์ที่กาลิเลโอสร้างมีประสิทธิภาพต่ำ จึงทำให้เห็นวงแหวนเป็นดาวกลม และเวลาดาวกลมเล็กๆ 2 ดวง “หายไป” เพราะเวลาระนาบของวงแหวนรอบดาวเสาร์อยู่ในแนวสายตา คนบนโลกจึงไม่เห็นวงแหวน
ในเวลาต่อมา กาลิเลโอได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดูทางช้างเผือก ซึ่งถ้ามองด้วยตาเปล่าจะเห็นคล้ายเมฆที่สว่างเรื่อๆ แต่เมื่อใช้กล้องโทรทรรศน์ กาลิเลโอได้เห็นทางช้างเผือกประกอบด้วยดาวฤกษ์จำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งกาลิเลโอได้เห็นบรรดาดาวฤกษ์ในกลุ่มดาว Orion, Pleiades และ Ursa Major ทำให้รู้ว่าเอกภพประกอบด้วยดาวฤกษ์จำนวนมากที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า
ในเดือนกันยายน ค.ศ.1612 กาลิเลโอได้เห็นข้างขึ้นและข้างแรมของดาวศุกร์ในทำนองเดียวกับดวงจันทร์ของโลก จึงรู้สึกตื่นเต้นมาก เพราะนี่คือหลักฐานชิ้นสำคัญที่แสดงว่าดาวศุกร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ ไม่ใช่รอบโลก เพราะถ้าดาวศุกร์โคจรรอบโลกตามแบบจำลองของปโตเลมี ดาวศุกร์จะสว่างเต็มดวงตลอดเวลา แต่ดาวศุกร์ที่กาลิเลโอเห็นมีทั้งมืดสนิท เป็นเสี้ยวและสว่างเต็มดวง ซึ่งจะอธิบายได้ก็ต่อเมื่อโลกและดาวศุกร์ต่างก็โคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยวงโคจรของดาวศุกร์อยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์
กาลิเลโอจึงเชื่ออย่างมั่นใจว่า แบบจำลองเอกภพของโคเปอร์นิคัสถูกต้อง และแบบจำลองเอกภพของปโตเลมีผิด และถ้าโลกเคลื่อนที่ได้จริง กาลิเลโอจะต้องหาหลักฐานมายืนยัน นอกจากนี้เขายังคิดว่าเหตุการณ์น้ำขึ้นน้ำลงและคลื่นในทะเลคือหลักฐานเชิงประจักษ์ที่แสดงว่าโลกหมุน (กาลิเลโออธิบายเรื่องนี้ผิด เพราะปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงเกิดจากแรงโน้มถ่วงที่ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์กระทำต่อน้ำบนโลก)
อ่านต่อวันศุกร์หน้า
เกี่ยวกับผู้เขียน
สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ภาคีสมาชิกราชบัณฑิตยสถาน และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์
ประวัติการศึกษา - ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ สุทัศน์ ยกส้าน ได้ทุกวันศุกร์
