غـالـيـلـيـو غاليليه

غـالـيـلـيـو غاليليه

مؤسس الفيزياء الحديثة


"إن المذهب الداعي إلى أن الأرض ليست مركز الكون وأنها غير ثابتة بل تتحرك خلال دوران يومي، يعد مذهباً منافياً للعقل وزائفاً، سواء من الوجهة السيكولوجية أو اللاهوتية، إنه على أقل تقدير خلل في الإيمان"

هذا ما ورد في اتهام محكمة التفتيش في كنيسة روما لغاليليو غاليله أثناء محاكمته عام 1633، وكانت الحجة المعتمدة آنذاك أن كتاب غاليليو “Dialog on the Tow World Systems” "حوار حول منظومتي العالم" والذي نشره عام 1632 يعد خرقاً لقرار عام 1616 الذي كان قد أمر غاليليو بعدم التمسك بنظرية كوبيرنيكوس وعدم تعليمها أو الدفاع عنها، وفي اليوم الثاني والعشرين لشهر حزيران من عام المحاكمة وبعد جولاتٍ في أقبية السجون والتحقيق أجبر غاليليو بعد أن ألبس الحلة التكفيرية على الركوع وتقديم الاعتراف التالي:

"... إنني بقلب مخلص وإيمان صادق أعلن التخلي عن هذا الاعتقاد، بل وألعن وأبغض كل إثم أو هرطقة وبشكل عام كل إثم أو طائفة تتناقض مع الكنيسة الكاثوليكية المقدسة..."

ويقال أن غاليليو بالرغم من ذلك همس بعد اعترافه بعبارة: "E PURE SI MOVE" ومع ذلك فهي تتحرك، أما الحكم عليه فقضى بالسجن مدى الحياة، ثم استبدل بالإقامة الجبرية في منزله حتى نهاية حياته!. ومع أن غاليليو فشل، أثناء محاكمته، في إقناع الكنيسة بأن الكتاب المقدس لم يهدف إلى وضع نظريات علمية، وأنه يجب على المرء أن لا يرى فيما يتعارض بين الكتاب المقدس والحس المنطقي أكثر من صور رمزية، بالرغم من ذلك فقد ظل غاليليو مؤمناً كاثوليكياً جيداً...

كان غاليليو واثقاً من أن اختبار الظواهر السماوية سيقود بالنهاية إلى التسليم بنظرية كوبرنيكوس، وهو يبدي إعجابه بكوبرنيكوس وأتباعه لأنهم قاوموا أحاسيسهم ورأوا الصواب في الاستنتاجات العقلية لا في سهولة التجربة الحسية الواضحة، مع أن غاليليو يعترف أن أريستارخوس اليوناني هو القائل الأول بمركزية الشمس لا كوبرنيكوس.

قال نيوتن في رسالة كتبها لأحد زملائه: "إذا كنت قد رأيتُ أبعد، فهذا بسبب وقوفي على أكتاف عمالقة"، ومن أهم هؤلاء العمالقة على حد تعبير نيوتن هو الإيطالي Galileo Galilee غاليليو غاليليه الذي ولد في زمن تسلط الكنيسة وأفكار العقيدة البابوية اللاعلمية، وكان والده تاجراً صاحب فكرٍ حرٍّ ومؤيدٍ للنقاش والحوار. تلقى غاليليو تعليمه الأول في دير Vollombrosa قرب فلورنسا، ثم درس الرياضيات في جامعة بيزا، كما عمل محاضراً في أكاديمية فلورنسا، وتعد السنوات الثمانية عشرة التي قضاها في جامعة بيزا أخصب حقبة في حياته، فخلالها تابع التجارب التي برهنت عيوب فيزياء أرسطو، مثل الاعتقاد بأن الأجسام الثقيلة تسقط أسرع من الأجسام الخفيفة، أو أن الجسم لا يمكن أن يستمر بالحركة إلا إذا ظل على تماس مع القوة المسيِّرة له، وقد توصل غاليليو إلى نتائجه بعد أبحاثٍ تجريبية تحدث عنها في كتابه "حوارات"، فبسبب أن الأجسام الساقطة تقع بسرعة أكبر من أن تسمح بإجراء رصدٍ دقيق لها، لجأ غاليليو إلى التخفيف من التأثيرات الثقالية ومقاومة الهواء بأن دحرج كراتٍ معدنية صغيرةٍ ذات كتل مختلفةٍ على مستوياتٍ مائلةٍ ملساء، وقد توصل إلى عددٍ من الملاحظات الهامة التي أصبحت بعد جهود نيوتن قوانين الميكانيك الثلاثة، وأولها قانون العطالة، والذي كان نتيجة مباشرة لدراسة غاليليو للحركة، إذ أنه لاحظ أن سرعة الكرة الهابطة تزداد زيادات متساوية خلال فترات زمنية متساوية، وبعد نهاية المستوي المائل تتحرك بسرعة ثابتة على المستوي الأفقي، كما بيّن أن سرعة الكرة المتدحرجة تزداد مع مرور الوقت وأن معدل الازدياد في السرعة ثابت لجميع الكرات بغض النظر عن أوزانها وحجومها. وقد برهن غاليليو رياضياً أن مربع سرعة الكرة عند أي نقطة من المستوي تتناسب مع بعدها عن القمة، كما استنتج أن سرعة سقوط الجسم الحر (في الفراغ وبغض النظر عن وزنه) تزداد حوالي 32 قدماً في الثانية (تسارع الثقالة).

ولم تقف جهود غاليليو العلمية على الميكانيك! فقد كان له عددٌ من الإسهامات الأخرى، فهو من طوّر أول مقياس لدرجة الحرارة، بالإضافة إلى فرجار التقسيم التناسبي، وميزان توازن السوائل، كما قال بأن عدد اهتزازات النواس خلا زمن معين (أي تواتره) يتوقف على طول النواس فقط وليس على سعة الهزة، واستفاد من ذلك في قياس الزمن ومعرفة معدل نبض القلب، مع إشارته إلى أهمية هذه القياسات في التشخيص الطبي، هذا بالإضافة إلى العديد من الأفكار العلمية والأرصاد!

في عام 1609 وجه غاليليو أول تلسكوب إلى السماء، وكان قد صنعه بنفسه وعاد وطوره بعد ذلك عدة مرات، ليغير حال الفلك من علم يعتمد على العين المجردة وبعض الأدوات البسيطة (كذات الربع وذات السدس ومسطرة زاوية اختلاف المنظر وغيرها من الأدوات التي استخدمها تيخو براهي في أرصاده) إلى علم رصدي دقيق، ومن خلال منظاره قام غاليليو بأرصاد عدة استنتج منها ملاحظات ثورية! فقد رأى سطح القمر مليئاً بالحفر والتضاريس، أي أنه ليس أملساً منتظماً كما كان يُظن، الشيء الذي يُبطل فكرة كمال الأجرام السماوية، وكان غاليليو أول من شاهد أقمار المشتري الأربعة –وتسمى اليوم الأقمار الغاليليانية: آيو، أوروبا، غاينيميد، وكاليستو- ورأى فيها تأييداً لنظرية كوبيرنيكوس، كما رصد غاليليو أطوار الزهرة، ورأى انتفاخين على سطح زحل فافترض أنهما أقمار أيضاً وذلك لأن منظاره لم يكن من القوة ليسمح له بتمييز حلقات زحل الضخمة، وقد فسر غاليليو العدد الكبير من النقاط المضيئة والمنفصلة التي رصدها في درب التبانة بأنها نجوم بعيدة جداً، كما كان أول من أشار إلى البقع الشمسية وذلك بعد أن سوّد عدسة التلسكوب بهباب شمعة –أو ما شابه- ونظر إلى الشمس فشاهد بقعاً تختلف بلونها –درجة حرارتها- عن البقع الأخرى.. كما يسجّل لغاليليو أول محاولة تجريبية لقياس سرعة الضوء، فقد جعل غاليليو راصدين يحمل كل منهما منبعاً ضوئياً ويبعدان عن بعضهما مسافة 1500 متر تقريباً، بحيث يكشف الأول عن منبعه الضوئي وحالما يراه الآخر يكشف منبعه ليراه الأول.. وكان غاليليو يتأمل أن يستطيع حساب سرعة تحرك الضوء من تقسيم المسافة المقطوعة، وهي في تجربته 3000 متر، على التأخير الزمني المسجّل بين كشف المنبع الأول ورؤية ضوء المنبع الثاني من قبل الراصد الأول، وقد تنبه غاليليو إلى التأخير الناتج عن بطء الاستجابة البشرية لكنه لم يستطع التأكيد على محدودية سرعة الضوء، لذلك أشار إلى أنه يجب إعادة هذه التجربة مع راصدين يبعدان عن بعضهما ضعفي أو ثلاثة أضعاف المسافة، وأنه إذا لم يرصد تأثير لمسافة قدرها 9 كلم يمكن عندها الوثوق بأن الضوء آني، ونعلم اليوم سبب فشل غاليليو وهو عدم امتلاكه لميقاتية تقيس الفواصل الزمنية الصغيرة، فالضوء يقطع المسافة 3 كلم خلال جزء من مئة ألف جزء من الثانية.

ربما لم يستطع غاليليو تحديد سرعة الضوء لكنه ساهم بذلك بشكل غير مباشر، وذلك عبر الأقمار الأربعة التي اكتشفها حول المشتري والتي كانت الطريق الذي سلكه الدانمركي أولاوس رومر في تحديد أول قيمة لسرعة الضوء عام 1657 عبر رصد تأخير زمني بين خسوفين متتاليين لـ آيو Io أقرب الأقمار الغاليليانية للمشتري وأكثرها سرعة بدورانها حوله.

حقاً كان غاليليو وبفضل كفاحه العنيف في سبيل توطيد المعرف التجريبية وكما قال آينشتاين: "أباً للفيزياء العصرية، وربما أباً لكل العلوم الحديثة عموماً".

ظلت أعمال غاليليو حتى عام 1832 مدرجة ضمن الكتب التي تعرض أرواح قرائها إلى العذاب والعقاب! ولم تصفح الكنيسة عن غاليليو إلا في العام 1992 وقال البابا يوحنا بولس الثاني في خطبته بالمناسبة: "... إن خطأ رجال اللاهوت في ذلك العصر عندما أكدوا مركزية الأرض، كان يكمن في اعتقادهم أن فهم البنية المادية للعالم يفرضها بشكل ما المعنى الحرفي للكتاب المقدس...".

توفي غاليليو في العام 1642 وكان قد أصيب بالعمى بعد حجزه ببضعة أشهر، وقال في ذلك:

"إن هذا الكون الذي وسعته ألف مرة قد ضمر الآن وانحشر بين حدود جسمي الضيقة".