Galilée (savant) - Définition

Introduction

Galileo Galilei
Naissance	15 février 1564 Pise (Italie)
Décès	8 janvier 1642 (à 77 ans) Arcetri près de Florence (Italie)
Domicile	Grand-duché de Toscane
Nationalité	Italien
Champs	Astronomie, mathématiques, physique
Institution	Université de Pise Université de Padoue
Célèbre pour	Astronomie, cinématique, dynamique, héliocentrisme, lunette astronomique
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Galilée, en italien : Galileo Galilei, est un physicien et astronome italien du XVII^e siècle, né à Pise le 15 février 1564 et mort à Arcetri près de Florence, le 8 janvier 1642. Il est célèbre pour avoir jeté les fondements des sciences mécaniques ainsi que pour sa défense opiniâtre de la conception copernicienne de l'univers.

Ses réalisations comprennent le perfectionnement de la lunette astronomique dont l'invention proviendrait de l'amélioration de la longue-vue conçue par l'opticien hollandais Hans Lippershey en 1608, ainsi qu'une amélioration notable au niveau des observations astronomiques comme la possibilité, par exemple, de confirmer les phases de Vénus. Dans le domaine des mathématiques et de la physique, il a surtout contribué à faire avancer les connaissances relatives à la cinématique et la dynamique.

Ardent défenseur du système de Nicolas Copernic (héliocentrisme), il s'est heurté à de vives critiques émanant des partisans du géocentrisme ainsi qu'à celles de l'Église catholique romaine. Il est considéré comme le père de l'observation astronomique et de la physique moderne.

Les premières années

Galileo Galileii, fils de Vincenzo Galilei et de Giulia Ammannati di Pescia, l'aîné de leurs sept enfants. La famille appartient à la petite noblesse et gagne sa vie dans le commerce. Vincenzo Galilei, son père, est luthier, musicien, chanteur, et auteur en 1581 d'un Dialogue de la musique moderne. Il participe à des controverses sur la théorie musicale.

L'enfance

La maison natale (au centre) de Galilée à Pise

Galilée fait preuve très tôt d'une grande habileté manuelle et d'un bon sens de l'observation. Enfant, il s'amuse à réaliser les maquettes de machines qu'il a aperçues.

Il est éduqué chez ses parents jusqu'à l'âge de 10 ans. Ceux-ci déménagent alors à Florence et le confient à un prêtre du voisinage, Jacopo Borghini, pendant deux ans. Par la suite, Galilée entre au couvent de Santa Maria de Vallombrosa et y reçoit une éducation religieuse. Poussé au noviciat par ses maîtres, il ne poursuit pas sa carrière ecclésiastique très longtemps : son père, profitant d'une maladie des yeux de son fils, le ramène à Florence en 1579.

Deux ans plus tard, Vincenzo Galilei l'inscrit à l'université de Pise où il suit des cours de médecine (sur les traces d'un de ses glorieux ancêtres, le magister (maître) Galilaeus de Galilaeis), (1370 - ~1450), mais sans y porter de l'intérêt. Il revient à Florence en 1585 sans avoir fini ses études ni obtenu son diplôme.

La découverte de sa vocation

Galileo Galilei par Domenico Robusti en 1605.

Dès 1583, Galilée est initié aux mathématiques par Ostilio Ricci, un ami de la famille, élève de Tartaglia. Bien que Ricci soit un savant peu renommé, il a l'habitude, rare à l'époque, de lier la théorie à la pratique par l'expérience.

À l'âge de dix-neuf ans il découvrit, en chronométrant à l'aide de son pouls les oscillations d'un lustre de la cathédrale de Pise, les lois du pendulaire et trouva ainsi cette formule :

Toutefois, ce ne fut qu'à la fin de sa vie, dans un ouvrage publié en 1638, qu'il exposa cette découverte.

Ébloui par l'œuvre d'Euclide, n'ayant aucun goût pour la médecine et encore moins pour les disputes scolastiques et la philosophie aristotélicienne, Galilée réoriente ses études vers les mathématiques. Dès lors, il se réclame de Pythagore, de Platon et d'Archimède et contre l'aristotélisme. Encore étudiant, il découvre la loi de l'isochronisme des pendules, première étape de ce qui sera la découverte d'une nouvelle science : la mécanique. Dans le courant humaniste, il rédige aussi un pamphlet féroce sur le professorat de son temps. Toute sa vie, Galilée refuse d'être comparé aux professeurs de son époque, ce qui lui vaudra d'avoir de nombreux ennemis.

Deux ans plus tard, il est de retour à Florence sans diplôme, mais avec de grandes connaissances et une grande curiosité scientifique.

De Florence à Pise (1585-1592)

Le Pendule pesant de Galilée à la Cathédrale (Duomo) de Pise.

Galilée commence par démontrer plusieurs théorèmes sur le centre de gravité de certains solides dans son Theoremata circa centrum gravitatis solidum et entreprend en 1586 de reconstituer la balance hydrostatique d'Archimède ou Bilancetta. En même temps, il poursuit ses études sur les oscillations du pendule pesant et invente le pulsomètre. Cet appareil permettait d'aider à la mesure du pouls et fournissait un étalon de temps, qui n'existait pas à l'époque. Il débute aussi ses études sur la chute des corps.

En 1588, il est invité par l'Accademia Fiorentina (Académie florentine) à présenter deux leçons sur la forme, le lieu et la dimension de l'Enfer de Dante.

Parallèlement à ses activités, il cherche un emploi de professeur dans une université, il rencontre alors, entre autres grands personnages, le père jésuite Christophorus Clavius, sommité des mathématiques au Collège pontifical. Il rencontre aussi le mathématicien Guidobaldo del Monte. Ce dernier recommande Galilée au grand-duc Ferdinand I^er de Toscane, qui le nomme à la chaire de mathématique de l'Université de Pise pour 60 écus d'or par an, une misère. Sa leçon inaugurale a lieu le 12 novembre 1589.

En 1590 et 1591, il découvre la cycloïde et s'en sert pour dessiner des arches de ponts.

Il expérimente également sur la chute des corps et rédige son premier ouvrage de mécanique, le De motu (Le mouvement). La réalité même de ces « expériences » est aujourd'hui largement mise en doute et serait une invention de son premier biographe, Vincenzo Viviani. Ce volume contient des idées nouvelles pour l'époque, mais il expose encore, bien évidemment les principes de l'école aristotélicienne et le système de Ptolémée. Galilée les enseigne d'ailleurs longtemps après avoir été convaincu de la justesse du système copernicien, faute de preuves tangibles.

L'université de Padoue (1592-1610)

En 1592, Galilée part enseigner à l'université de Padoue où il reste 18 ans. Le départ de Pise, après seulement 3 ans, s'explique par un différend l'opposant à un fils du grand-duc Ferdinand I^er de Toscane.

Padoue appartenait à la puissante République de Venise, ce qui garantissait à Galilée une grande liberté intellectuelle, l'Inquisition y étant très peu puissante. Même si Giordano Bruno avait été livré à l'Inquisition par les patriciens de la République, Galilée pouvait effectuer ses recherches sans trop de soucis. Venise est alors très réputée pour son arsenal, ce qui offre à Galilée de grandes possibilités. Détail qui a son importance, la ville est également célèbre pour la qualité de son industrie verrière.

Il enseigne la mécanique appliquée, les mathématiques, l'astronomie et l'architecture militaire. Il professait alors publiquement le système de Ptolémée, n'osant pas encore s'insurger contre les idées admises, bien qu'ayant déjà adopté personnellement le système de Copernic. Ses leçons de mécanique eurent un succès considérable, et le Père Mersenne publiera en France en 1674 les Méchaniques de Galilée.

Depuis la mort de son père en 1591, Galilée doit subvenir aux besoins de la famille. Il est accaparé par ses tâches d'enseignement : il donne de nombreux cours particuliers à de riches étudiants qu'il héberge chez lui. Mais il est piètre gestionnaire et seule l'aide financière de ses protecteurs et amis lui permet d'équilibrer ses comptes.

En 1593, il rédige le Trattato di Forticazioni (traité des fortifications) et le Trattato di Meccaniche (traité de mécanique) à l'intention de ses étudiants de cours particuliers. Les travaux de Galilée permettent une meilleure efficacité de l'artillerie lourde (ils établissent qu'un canon devait être pointé à 45° pour avoir sa portée maximale) et ne font l'objet d'aucune contestation.

En 1597, il améliore et fabrique un compas de proportion, le compas géométrique et militaire, ancêtre de la règle à calcul, qui connaît un grand succès commercial. Il n'en rédige le mode d'emploi que neuf ans plus tard.

En 1599, Galilée participe à la fondation de l’Accademia dei Ricovrati avec l’abbé Federico Cornaro.

La même année, Galilée rencontre Marina Gamba, une jeune Vénitienne issue de famille modeste qui a déjà des enfants et avec laquelle il entretient une liaison jusqu'en 1610 (ils ne sont pas mariés et ne vivent pas sous le même toit). En 1600, sa première fille Virginia naît, suivie par sa sœur Livia en 1601, puis un fils, Vincenzo, en 1606. Après la séparation (non conflictuelle) du couple, Galilée se charge des enfants. Il place plus tard ses filles au couvent à Arcetri, Virginie deviendra sœur Marie Céleste car fille d'un homme fasciné par les étoiles.

L'année 1604

1604 est une année mirabilis pour Galilée qui a 40 ans :

• En juillet, il teste sa pompe à eau dans un jardin de Padoue.
• En octobre, il découvre la loi du mouvement uniformément accéléré, qu'il associe à une loi des vitesses erronées.
• En décembre, il débute son observation d'une nova connue depuis le 10 octobre au moins. Il consacre 5 leçons sur le sujet le mois suivant, et en février 1605 il co-publie Dialogo de Cecco di Ronchitti in Perpuosito de la Stella Nova avec Girolamo Spinelli. Bien que l'apparition d'une nouvelle étoile, et sa disparition soudaine, entre en totale contradiction avec la théorie établie de l'inaltérabilité des cieux, Galilée reste encore aristotélicien en public, mais il est déjà fermement copernicien en privé. Il attend la preuve irréfutable sur laquelle s'appuyer pour dénoncer l'aristotélisme.

Reprenant ses études sur le mouvement, Galilée montre que les projectiles suivent, dans le vide, des trajectoires paraboliques.

De 1606 à 1609

En 1606, Galilée construit son premier thermoscope, l'un des premiers appareils de l'histoire permettant de comparer de façon objective le niveau de chaud et de froid. Cette même année, Galilée et deux de ses amis tombent malades le même jour d'une même maladie infectieuse. Seul Galilée survit, mais il restera perclus de rhumatismes pour le restant de ses jours.

Dans les deux années qui suivent, le savant étudie les armatures d'aimants. On peut encore voir ses travaux au musée d'Histoire de la Science (Musée de la Storia della Scienza) de Florence.