กาลิเลโอ กาลิเลอี



กาลิเลโอ กาลิเลอี

หัวค่ำของวันหนึ่งในเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 1609 มีชายคนหนึ่งเดินทางอย่างเร่งรีบจากเมืองเวนิส (Venice) กลับสู่เมืองปาดัว (Padua) ประเทศอิตาลี เนื่องจากเพิ่งได้รับข่าวเกี่ยวกับสิ่งประดิษฐ์ชิ้นใหม่ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สามารถขยายภาพ ทำให้วัตถุที่อยู่ไกลสามารถมองเห็นเสมือนอยู่ใกล้ได้ ชายผู้นี้เป็นศาสตราจารย์ทางคณิตศาสตร์ที่มีชื่อเสียงมากในยุคนั้น เขามีชื่อว่า กาลิเลโอ กาลิเลอี
สิ่งประดิษฐ์ชิ้นใหม่ดังกล่าวนี้ประดิษฐ์โดยช่างแว่นตาชื่อ ฮันส์ ลิปเปอร์ชี (Hans Lippershey) แห่งเมืองมิดเดิลเบอร์ก (Middleburg) ประเทศฮอลแลนด์ อุปกรณณ์มีลักษณะเป็นท่อ ประกอบด้วยเลนส์นูนและเลนส์เว้าอย่างละ 1 อัน และได้รับการขนานนามว่า ท่อ “มุมมองของดัชท์ (Dutch Perspectives)” หรือ “ ทรงกระบอกของดัชท์ (Dutch Cylinders)” สิ่งประดิษฐ์ดังกล่าวนี้ทำให้กาลิเลโอครุ่นคิดว่าน่าจะพัฒนาเพื่อให้สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างจริงจัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้านการเดินเรือ ซึ่งชาวเวนิสมีความชำนาญมาก และด้านดาราศาสตร์ที่จะทำให้สามารถมองเห็นในสิ่งที่ไม่เคยเห็นมาก่อนบนท้องฟ้า

กาลิเลโอมีความเข้าใจเป็นอย่างดีถึงหลักการทำงานของท่อทรงกระบอกของดัชท์ดังกล่าว เลนส์นูนที่ราบอยู่ด้านหน้าของท่อทำหน้าที่รวมแสง และเลนส์เว้าที่วางอยู่ด้านหลังทำหน้าที่ขยายภาพที่เลนส์นูนรวมแสงมาได้ กาลิเลโอพยายามประดิษฐ์ท่อดังกล่าวให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น โดยใช้เลนส์นูนและเลนส์เว้าที่เขามีอยู่ เขาทดลองเรื่องกำลังขยายโดยเทียบขนาดจริงของวัตถุกับขนาดของภาพเมื่อมองผ่านกล้องดังกล่าวนี้ ในที่สุดกาลิเลโอก็สามารถสร้างกล้องโทรทรรศน์กล้องแรกขึ้นมา โดยมีกำลังขยาย 3 เท่า เขานำกล้องนี้ไปเสนอ ณ สภาสูงแห่งเวนิส และในวันที่ 8 สิงหาคม ค.ศ. 1609
เขาใช้กล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวส่องดูเรือที่อยู่ไกลจนไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าในทะเล จากยอดหอคอย เซนต์ มาร์ค (St Mark) ในเวนิส สภาสูงแห่งเวนิสพึงพอใจกล้องโทรทรรศน์ที่กาลิเลโอประดิษฐ์ขึ้นมาในครั้งนี้มาก และขึ้นเงินเดือนในตำแหน่งศาสตราจารย์ทางคณิตศาสตร์เพิ่มให้แก่กาลิเลโออีกเท่าตัว ความสำเร็จของกาลิเลโอในครั้งนี้ทำให้เขามีกำลังใจเป็นอย่างมาก และมุ่งมั่นในการพัฒนากล้องโทรทรรศน์อย่างจริงจัง โดยตั้งเป้าไว้ว่าจะพัฒนาให้กล้องโทรทรรศน์มีกำลังขยายเป็น 8, 20 และ 30 เท่า ตามลำดับ

ในครั้งนี้เขาใช้กล้องโทรทรรศน์ที่พัฒนาขึ้นมาส่องดูท้องฟ้าเพื่อค้นหาสิ่งแปลกใหม่ที่เขาไม่เคยเห็นเลยด้วยตาเปล่า กาลิเลโอติดตั้งกล้องโทรทรรศน์กำลังขยาย 30 เท่าของเขาเข้ากับที่ตั้งกล้อง 3 ขา ส่องดูดวงจันทร์ในช่วงข้างขึ้น เขาสำรวจด้านสว่างของดวงจันทร์อย่างละเอียด และบันทึกสิ่งที่เขาสังเกตทั้งหมดไว้ เขามีความเข้าใจว่าดวงจันทร์สว่างได้เนื่องจากสะท้อนแสงจากดวงอาทิตย์ เขาสังเกตเห็นว่ารอยต่อด้านสว่างและด้านมืดบนดวงจันทร์มีลักษณะเป็นคลื่น และไม่สม่ำเสมอ บางบริเวณที่มืดบนพื้นผิวของดวงจันทร์มีจุดสว่างของแสงปรากฏอยู่ด้วย สิ่งที่ปรากฏผ่านกล้องโทรทรรศน์สร้างความสงสัยให้แก่กาลิเลโออย่างยิ่ง
และในที่สุดเขาก็สามารถอธิบายสิ่งที่เขาสังเกตเห็นบนพื้นผิวของดวงจันทร์ได้ จุดสว่างนั้นแท้จริงก็คือยอดเขาบนดวงจันทร์ที่ต้องแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ และบริเวณรอยต่อที่มีลักษณะเป็นคลื่น และไม่สม่ำเสมอนั้นเป็นแนวเทือกเขาจำนวนมากมายที่ได้รับแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ ส่วนหุบเขาทาแสงอาทิตย์ยังส่องไปไม่ถึง ยังมืดอยู่นับเป็นครั้งแรกที่ผู้คนได้ทราบว่าดวงจันทร์และดาวเคราะห์ต่างๆ มีโครงสร้างหลายอย่างที่เหมือนกับโลก กาลิเลโอยังพยายามวัดความสูงของภูเขาบนดวงจันทร์โดยเปรียบเทียบกับขนาดของดวงจันทร์ เขาพบว่าความสูงของภูเขาบางลูกสูงพอๆ กับภูเขาบนโลก แต่บางลูกมีความสูงกว่า 6 กิโลเมตร

คืนแล้วคืนเล่าที่กาลิเลโอเฝ้าสำรวจวัตถุท้องฟ้าอย่างต่อเนื่อง เขาพบว่าท้องฟ้าในยามค่ำคืนนั้นมีดาวฤกษ์เป็นจำนวนมากกว่าที่ปรากฏให้เห็นด้วยตาเปล่าอีกหลายเท่า เขาส่องกล้องโทรทรรศน์ดูบริเวณ “เข็มขัด” และ “คาบ” ของกลุ่มดาวนายพราน ซึ่งปกติเห็นด้วยตาเปล่าเพียง 9 ดวง แต่ด้วยกล้องโทรทรรศน์ของเขาสามารถเห็นดาวฤกษ์ได้มากถึง 89 ดวง กระจุกดาวลูกไก่ (Pleiades) ซึ่งตาคนปกติเห็นได้ประมาณ 7 ดวง กาลิเลโอสามารถสังเกตได้มากถึง 43 ดวง ด้วยกล้องโทรทรรศน์ของเขา เมื่องส่องกล้องโทรทรรศน์สำรวจทางช้างเผือก กาลิเลโอพบว่าประกอบด้วยดาวฤกษ์จำนวนมากมาย
ในวันที่ 7 มกราคม ค.ศ. 1610 กาลิเลโอใช้กล้องโทรทรรศน์สำรวจดาวพฤหัสบดีเป็นครั้งแรก พบว่าดาวพฤหัสบดีมีลักษณะเป็นแผ่นกลมขนาดเล็ก ต่างจากดาวฤกษ์ซึ่งปรากฏเป็นเพียงจุดของแสงเท่านั้น เมื่อสังเกตดาวพฤหัสบดีอย่างละเอียด กาลิเลโอพบว่ามีจุดสว่างอยู่ 3 จุด มีขนาดเล็กมากเรียงอยู่ในแนวตะวันออก-ตะวันตกของดาวพฤหัสบดี ขณะนั้นเขาคิดว่าจุดสว่างทั้ง 3 จุดดังกล่าวอาจเป็นดาวฤกษ์ที่มีตำแหน่งคงที่บนท้องฟ้า แต่เมื่อเขาสังเกตดาวพฤหัสบดีในคืนต่อไปปรากฏว่าจุดสว่างทั้ง 3 จุดมีการเปลี่ยนตำแหน่ง ในวันต่อมาปรากฏว่ามีจุดสว่างเพิ่มขึ้นเป็น 4 จุด

การสังเกตการณ์อย่างต่อเนื่อง กาลิเลโอสามารถสรุปได้ว่าแท้จริงแล้วจุดสว่างทั้ง 4 จุดเป็นบริวารของดาวพฤหัสบดี เช่นเดียวกับดวงจันทร์ที่เป็นบริวารของโลก บริวารทั้ง 4 ดวงโคจรรอบดาวพฤหัสบดี บางครั้งบริวารบางดวงอาจโคจรผ่านด้านหลังของดาวพฤหัสบดี จึงเห็นบริวารได้ไม่ครบ 4 ดวง การค้นพบของกาลิเลโอผ่านกล้องโทรทรรศน์เป็นสิ่งที่น่าตื่นเต้นมาก เขาตีพิมพ์บทความชื่อ “ผู้นำสารจากดวงดาว (Messenger from the Stars)” ในเมืองเวนิสในช่วงเวลา 2 เดือนต่อมา การค้นพบของกาลิเลโอเปิดมิติใหม่ทางดาราศาสตร์ และเป็นที่กล่าวขานกันในวงวิชาการทั่วทวีปยุโรป แผ่ไปถึงกรุงปักกิ่ง ประเทศจีน
ด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่เขาประดิษฐ์ขึ้นมา กาลิเลโอเฝ้าสังเกตวัตถุท้องฟ้าต่างๆ เพิ่มมากขึ้น เขาเริ่มสนใจศึกษาดาวศุกร์ เขาพบว่าบางครั้งดาวศุกร์ปรากฏสว่างเต็มดวง บางครั้งปรากฏเป็นเสี้ยว ทำให้เข้าใจถึงการโคจรของดาวศุกร์รอบดวงอาทิตย์ และการสะท้อนแสงอาทิตย์ ณ มุมต่างๆ ของดาวศุกร์เมื่อมองจากโลก เมื่อเขาสังเกตพื้นผิวของดวงอาทิตย์ผ่านกล้องโทรทรรศน์ เขาพบว่าดวงอาทิตย์มีจุดมืดปรากฏบนพื้นผิวเป็นจำนวนมาก จุดมืดดังกล่าวมีการเปลี่ยนแปลงและเคลื่อนไปบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ แสดงว่าดวงอาทิตย์ก็มีการหมุนรอบตัวเองเช่นกัน

แม้ว่าผู้คนในสมัยนั้นจะได้รับข้อมูลและความรู้ใหม่ๆ เกี่ยวกับวัตถุท้องฟ้ามากมายจากการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ แต่ก็ยังคงยึดถือแนวคิดเดิมที่เชื่อว่าโลกไม่เคลื่อนที่และเป็นศูนย์กลางของจักรวาล ความเชื่อดังกล่าวเป็นบทบัญญัติอย่างเป็นทางการ โดยศาสนจักรแห่งกรุงโรม ทำให้กาลิเลโอไม่กล้าที่จะประกาศความจริงที่ว่า แท้จริงแล้วโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ต่อสาธารณชน อย่างไรก็ตามผลแห่งการค้นพบสิ่งใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง ทำให้กาลิเลโอมีชื่อเสียงมาก และเชื่อมั่นว่าศาสนจักรคงไม่กล้าที่จะระงับแนวคิดของเขาได้
เขาจึงเริ่มเสนอต่อสาธารณชนเกี่ยวกับแนวคิดการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ ซึ่งศาสนจักรก็ยอมให้กาลิเลโอเผยแพร่แนวคิดดังกล่าวมาเป็นเวลาหลายปี จนล่วงมาถึงปี ค.ศ. 1623 สันตะปาปาองค์ใหม่ขึ้นครองศาสนจักรแห่งกรุงโรม และต่อต้านแนวคิดของกาลิเลโออย่างรุนแรง ในปี ค.ศ. 1632 กาลิเลโอพิมพ์หนังสือชื่อ “การสนทนาเกี่ยวกับระบบที่ยิ่งใหญ่ของโลก” ในที่สุดกาลิเลโอถูกเรียกตัวขึ้นศาลแห่งกรุงโรม และถูกบังคับให้ประกาศว่าคำสอนของเขาผิด และความจริงแล้วโลกหยุดนิ่ง ขณะนั้นกาลิเลโอมีอายุได้ 70 ปีแล้ว เขาเริ่มรู้สึกเหนื่อยล้าและกลัวต่อคำตัดสินของศาล ในที่สุดเขาก็จำต้องยอมกระทำตามคำสั่งของศาล และไม่เคยเผยแพร่แนวคิดนี้อีกเลย

ในช่วงหลังของชีวิต กาลิเลโอหันกลับมาใช้เวลาส่วนใหญ่กับเรื่องเดิมที่เราเคยสนใจ เรื่องดังกล่าวก็คือการศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุ โดยเฉพาะการตกของวัตถุและการเคลื่อนที่ของวัตถุภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลก การค้นพบของเขากลับยืนยันแนวคิดของเคปเลอร์เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ กาลิเลโอเสียชีวิตลงในปี ค.ศ. 1642 ทิ้งแนวคิดต่างๆ เกี่ยวกับการโคจรของวัตถุท้องฟ้าเอาไว้มากมาย และในปีที่กาลิเลโอเสียชีวิต เด็กน้อยผู้หนึ่งชื่อไอแซก นิวตัน ได้ถือกำเนิดขึ้นมา ณ เมืองลินคอนเชียร์ (Lincolnshire) ประเทศอังกฤษ เขาผู้นี้เป็นผู้ที่พิสูจน์แนวคิดของกาลิเลโอได้อย่างชัดเจนในช่วงเวลาต่อมา

 


หน้าแรก

 

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล