OSSERVAZIONI ED ESPERIMENTILe osservazioni astronomiche di Galileo sono state di fondamentale importanza nell'affermarsi della Teoria Copernicana
I suoi studi di meccanica e termologia sono stati importanti non soltanto per le nuove conoscenze e la tecnologia che ne e' derivata, ma anche perche' hanno chiarito al mondo scientifico la natura matematica che sta alla base di tutti i fenomeni fisici, e hanno sottolineato l'importanza di un'indagine che fosse anche quantitativa.
La LunaLa Luna, anche osservata ad occhio nudo, presenta delle strutture superficiali: mari, altipiani e crateri. Nella cosmologia aristotelica, per la quale tutti i corpi celesti appartenevano al regno della perfezione e pertanto non potevano avere irregolarita', l'apparenza della Luna rappresentava un problema. Le regioni scure sulla sua superficie venivano spiegate nel Medioevo come variazioni della densita' lunare da un punto all'altro, le quali avrebbero dato alla Luna, anche se perfettamente sferica, l'apparenza che ha.
L'avvento del telescopio fece crollare definitivamente il concetto di perfezione degli oggetti celesti. Con il suo cannocchiale, Galileo osservo' non solo i "mari" della Luna, quei grandi avvallamenti che ad occhio nudo apparivano come regioni scure sulla sua superficie, ma anche molte regioni di dimensioni minori, contornate da righe scure. Egli noto' che la larghezza di queste linee cambiava al variare delle fasi lunari, cioe' dell'angolo di incidenza della luce del Sole. Galileo concluse quindi che esse sono ombre e che la superficie lunare ha montagne e crateri.
La Luna, dunque, non e' sferica ne' perfetta.
I satelliti di GioveI quattro maggiori satelliti di Giove (Io, Europa, Ganimede e Callisto) sono piuttosto luminosi, soprattuto quando il pianeta e' in opposizione, ma ad occhio nudo non sono osservabili perche' la luminosita' di Giove li nasconde.
Il primo a scoprirli fu Galileo, che sul finire del 1609, mentre concludeva le sue osservazioni della Luna al cannocchiale, noto' dapprima tre e poi quattro "stelline" vicine al pianeta. Dopo averle osservate per diverse settimane, l'astronomo noto' che esse sembravano seguire Giove nel suo moto attraverso il cielo, cambiando pero' posizione sia tra loro che rispetto al pianeta.
Nel gennaio del 1610, Galileo giunse alla conclusione che non si trattava di stelle, bensi' di quattro "lune" che ruotano attorno a Giove, come la Luna attorno alla Terra. Egli annuncio' la sua scoperta nell'opera che lo rese famoso, il "Sidereus Nuncius", pubblicato a Venezia nel marzo 1610.
Questa scoperta fu di fondamentale importanza per l'imporsi della teoria copernicana del moto planetario. Nella cosmologia aristotelica vi era un unico centro del moto (la Terra), attorno al quale ruotavano tutt i corpi celesti. Copernico sosteneva invece che fosse la Terra a muoversi attorno al Sole, e la Luna attorno alla Terra, cioe' che ci fossero due centri del motto. Il fatto che anche Giove possedesse dei satelliti, cioe' che fosse anch'esso un centro del moto, se non era una conferma della teoria copernicana, confutava pero' quella tolemaica.
SaturnoSecondo la cosmologia aristotelica, tutti i corpi celesti erano sferici e perfetti, ma le prime osservazioni di Saturno al telescopio costituirono una vera sorpresa. Dopo aver pubblicato il "Sidereus Nuncius", Galileo continuo' ad osservare il cielo al cannocchiale nella speranza di fare nuove scoperte.
Nel luglio del 1610, osservo' Saturno quando era in opposizione. Il suo strumento non era abbastanza potente per distinguere gli anelli, ed essi gli apparirono come dei rigonfiamenti laterali del pianeta. Egli interpreto' cosi' questo aspetto: "....Saturno non e' un astro singolo, ma e' composto di tre corpi, che quasi si toccano, e non cambiano ne' si muovono l'uno rispetto all'altro, e sono disposti in fila lungo lo zodiaco, e quello centrale e' tre volte piu' grande degli altri due...."
Lo scienziato dette cosi' al pianeta il nome di "Saturno tricorporeo". In seguito, egli osservo' anche che i corpi laterali erano scomparsi; infatti, durante il moto di Saturno nella sua orbita, il piano degli anelli cambia direzione rispetto alla Terra: quando essi si presentavano di taglio, non potevano essere visti al cannocchiale.
In seguito, altri astronomi confermarono lo strano aspetto di Saturno e le sue variazione, ma fu solo nel 1659 che l'astronomo Christiaan Huygens lo spiego' con la presenza di un anello attorno al pianeta.
Le fasi di VenereIl pianeta Venere, nella sua rivoluzione intorno al Sole, viene illuminato in modo da formare, come la Luna intorno alla Terra, delle fasi. Galileo lo verifico' con le osservazioni al cannocchiale, e scrisse: "Cynthiae figuras aemulatur mater amorum" (la madre degli amori, Venere) imita le configurazioni di Cinzia (la Luna).
Le fasi di Venere falsificavano il sistema tolemaico e provavano che Venere ruota attorno al Sole, come previsto dal sistema copernicano.
Le macchie solariLe macchie solari sono regioni scure, di forma irregolare e variabile, sulla superficie del Sole. Sono visibili anche ad occhio nudo, sebbene l'osservazione diretta del Sole sia molto pericolosa. Le prime osservazioni delle macchie solari ad occhio nudo sono dovute ai Cinesi e risalgono almeno al 28 a.C.mentre non e' no in Occidente.
Il loro studio sistematico comincio' subito dopo l'introduzione del telescopio in astronomia, da parte di Galileo, nel 1609. Lo scienziato compi' una delle prime osservazioni delle macchie, insieme a Thomas Herriot, Johannes e David Fabricius e Christoph Scheiner.
Il fatto che il Sole presentasse delle irregolarita' sulla sua superficie e che il suo apsetto variasse nel tempo, era anch'esso una prova a sfavore della teoria tolemaica, secondo la quale ogni cosa appartenente al regno celeste era perfetta e immutabile.