Galileo Galilei, une figure emblématique de la science, est né il y a 460 ans, le 15 février 1564, à Pise. Condamné par l'Inquisition pour avoir défendu l'héliocentrisme, la théorie selon laquelle la Terre tourne autour du Soleil, il incarne le courage de la science face à l'obscurantisme. Son parcours, jalonné de découvertes et de controverses, a profondément marqué l'histoire des sciences et de la pensée.
Une Famille Florentine et une Éducation Précoce
Galilée est issu d'une vieille famille florentine. Son père, Vincenzo Galilei (vers 1520-1591), connu comme musicographe, est un homme cultivé, féru de littérature grecque et latine. Sa mère, Giulia degli Ammannati, descend d'une illustre famille de Pistoia. Tout enfant, il montre une remarquable disposition pour exécuter et même inventer des machines. Il reçoit à Florence une éducation complète, mais il la doit moins à ses maîtres qu'à son propre génie. À dix-sept ans, il entre à l'université de Pise pour étudier la philosophie, avec l'intention d'aborder plus tard la médecine.
Premières Observations et Remise en Question des Dogmes
C'est à l'âge de dix-neuf ans, en 1583, qu'il effectue la première de ses observations célèbres. Contemplant dans la cathédrale de Pise une lampe qu'un sacristain vient d'allumer et qui se balance sous la voûte, sans doute un précieux lustre de Benvenuto Cellini, il note que ses oscillations s'effectuent toujours dans le même temps, bien que leur amplitude diminue. En parcourant au bout de sa chaîne un arc de cercle, le lustre possède le même mouvement que s'il tombait le long d'un chemin incurvé. Puisque la durée de cette chute ne dépend pas du poids du lustre, Galilée en déduit que tous les corps doivent tomber avec la même vitesse, si du moins la résistance de l'air ne vient pas freiner par trop fortement leur mouvement.
Ces résultats d'une merveilleuse simplicité battent en brèche l'enseignement traditionnel, car, sans souci de la moindre vérification expérimentale, on pensait que les corps tombaient avec une vitesse liée à leur lourdeur ou à leur légèreté. Aussi Galilée se crée-t-il de solides inimitiés ; à Pise, où il enseigne les mathématiques depuis 1589, sa position devient difficile.
L'Étude de la Chute des Corps et la Naissance de la Dynamique
C'est donc dans cette ville qu'il va accomplir ses principaux travaux. Il poursuit notamment son étude de ce qu'on nomme alors la « chute des graves », car il se préoccupe de découvrir la loi exacte de ce mouvement. Mais celui-ci est bien trop rapide pour permettre des mesures directes, et Galilée a l'idée d'observer une chute ralentie par l'emploi d'un plan incliné. C'est en 1602 qu'il réalise sa fameuse expérience. Il fait rouler une bille dans une rainure de bois bien lisse et détermine les durées de chute correspondant à diverses longueurs en pesant l'eau qui s'écoule d'un robinet à débit constant. Il trouve ainsi que les espaces parcourus sont proportionnels aux carrés des temps ; autrement dit, le mouvement de chute est uniformément accéléré.
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De la même époque datent sans doute bien d'autres observations, dont l'ensemble permet de voir en Galilée le créateur de la dynamique. Mais leur relation ne sera publiée que quatre années avant sa mort, dans ses Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze attenenti alla meccanica e i movimenti locali (1638). Il établit dans cet ouvrage le mouvement parabolique des projectiles dans le vide (→ trajectoire) ; il y énonce aussi le principe de l'inertie et la loi de composition des vitesses, dont le mouvement parabolique n'est à vrai dire qu'une conséquence. Les leçons de mécanique qu'il donne ont un succès extraordinaire ; mais elles ne seront bien connues en France que lorsque le P.
Perfectionnement du Télescope et Découvertes Astronomiques
Cependant, Galilée porte son attention sur bien d'autres domaines de la physique. C'est ainsi qu'il est l'un des premiers à faire usage de thermomètres à liquides. On rapporte qu'il construit, vers 1612, le premier microscope, mais cette affirmation est sujette à caution. En tout cas, c'est en 1609, alors qu'il réside à Venise, ville la plus réputée d'Europe dans l'industrie du verre, qu'il réalise la lunette à objectif convergent et oculaire divergent, à laquelle son nom est resté attaché. Tout aussitôt, il braque cette lunette non vers des objets terrestres, mais vers le ciel, ce que personne n'avait encore fait ; et il annonce immédiatement une foule de découvertes. En mai 1609, Galilée entreprend la construction d'une lunette afin de mener ses propres expériences. Cet instrument lui permettra aussi de gagner l'argent dont il manque cruellement. Il fabrique lui-même les lentilles et obtient une lunette grossissant six fois sans déformation de l'image. Fort de ce premier succès, il réalise une nouvelle lunette d'un grossissement de neuf. Il en fait la démonstration en août 1609 aux Sénateurs de la République de Venise. Ces derniers, enthousiasmés, y voient aussitôt des applications militaires. Mais le mérite de Galilée fut de braquer sa lunette, non pas vers la Terre, mais vers le ciel.
Ses observations se portent d'abord sur la Lune ; il constate que celle-ci nous présente toujours la même face, il observe ses montagnes, dont il évalue les hauteurs, et il signale ses librations ; il pense même qu'elle peut recéler des êtres vivants. Puis il découvre ou retrouve les satellites de Jupiter, dont il étudie les mouvements. Au début de l'année 1610, Galilée observe le ciel avec sa dernière lunette. En pointant l'instrument sur Jupiter, il découvre trois puis quatre étoiles alignées autour de la planète. Il trouve rapidement l'explication : Jupiter possède des satellites. Ce sont les satellites de Jupiter, qu'il nomme les étoiles Médicées. Ils seront nommés Callisto, Europe, Ganymède et Io (aujourd'hui baptisés lunes galiléennes) par Simon Marius, qui en revendiquera également la découverte plusieurs années après. En pointant sa lunette sur Vénus, il observe des phases, comme celles de la Lune, et des variations de sa taille apparente. Pour lui, cela ne fait aucun doute : la planète tourne autour du Soleil et se déplace par rapport à la Terre.
Le Messager des Étoiles et la Reconnaissance
En 1610, Galilée se rend aux instances du grand-duc Cosme II de Médicis, qui le rappelle en Toscane pour le combler de faveurs. Il est nommé premier mathématicien de l'université de Pise et philosophe du grand-duc, sans être obligé de professer ni même de résider dans cette ville. C'est à cette période que Galilée publie ses premiers résultats dans un ouvrage rédigé en latin : Le Messager des étoiles. Il y expose ses observations de la Lune, qui n'est pas une sphère parfaite mais se révèle montagneuse et accidentée. Il y donne également une explication de la "lumière cendrée" qui n'est autre que le clair de Terre reflété par la Lune. 1610 est une année faste pour Galilée. Il est au faîte de sa gloire et reçoit l'appui d'astronomes illustres comme Kepler ou encore Clavius, chef des astronomes du Pape. Il sera d'ailleurs invité à Rome l'année suivante et y rencontrera un franc succès.
Le Sidereus nuncius (Le Messager céleste), paru en latin en 1610, eut un succès prodigieux. Cosme II de Médicis, Grand-Duc de Toscane, qui avait été élève de Galilée, lui propose de devenir son protecteur5. Il l'invite à revenir à Florence, le nomme premier mathématicien de cette ville et lui accorde le traitement à vie de mille écus florentins par an.
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Les Premières Accusations et la Condamnation de l'Héliocentrisme
Mais bientôt, ayant suscité des envieux en grand nombre, il est dénoncé au Saint-Siège. Les doctrines de Copernic, qu'il ne cesse d'enseigner, ont été, en son temps, agréées par le pape Paul III ; mais elles ont alors pour adversaires la plupart des érudits d'Europe, qui ne jurent que par Aristote. Aussi les juges de Rome déclarent-ils en 1616 ce système « absurde » en même temps qu'« hérétique ». Partisan de Copernic depuis au moins vingt ans, Galilée enseigne pourtant à ses élèves de l'université la théorie de Ptolémée, couramment admise, selon laquelle la Terre se trouve au centre de neuf sphères concentriques portant les planètes et les étoiles. Il doit rester prudent face à l'Inquisition et à ses collègues, déjà peu enclins à la sympathie vis-à-vis d'un homme qui critique ouvertement l'enseignement d'Aristote. Mais ces succès attisent les rancoeurs et les ennemis de Galilée passent à l'offensive dès 1612, tant sur les plans scientifique que religieux. Les universitaires conservateurs, adeptes d'Aristote, condamnent les théories coperniciennes et s'acharnent contre l'un des disciples de Galilée, Castelli. Le vrai danger vient des théologiens, qui jugent le système copernicien contraire aux Ecritures. Galilée s'attache alors à prouver la compatibilité des Ecritures et du système héliocentrique. En 1616, il décide de se rendre à Rome afin de convaincre les ecclésiastiques du bien-fondé de ses théories. Il y rédige un opuscule sur les marées, preuves du mouvement de la Terre. Mais il est trop tard et en février 1616, les propositions coperniciennes selon lesquelles le soleil est le centre immobile du monde et la Terre se meut sont jugées hérétiques. En mars de la même année, l'ouvrage dans lequel Copernic expose ses théories est mis à l'Index et Galilée est prié de ne plus professer de telles hérésies. Il reste prudent pendant sept années et ne fait plus allusion aux théories coperniciennes. Le 3 mars 1616, le Saint-Office10 condamne le système de Copernic et met ses livres à l'Index11. Galilée n'est pas condamné mais il lui est interdit d’enseigner la théorie de Copernic. Il déclare se soumettre. Il revient donc vers l'enseignement et la recherche en mathématiques et en physique.
Le Dialogue et le Procès
Mais l'apparition de trois comètes, en 1618, le ramène à l'astronomie. Il reprend en 1632, timidement, la défense du nouveau système dans son ouvrage Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, Tolemaico e Copernicano (Dialogue concernant les deux principaux systèmes du monde). En 1623, le cardinal Maffeo Barberini devient pape et prend le nom d'Urbain VIII. Jeune, sportif et libéral, il représente l'espoir des milieux intellectuels et progressistes. Galilée, qui connaît bien le nouveau pape, tente alors de réhabiliter Copernic. En 1624, il reçoit l'aval du pape pour la rédaction d'un ouvrage contradictoire sur les différents systèmes du monde, à condition qu'il soit parfaitement objectif. Galilée, malade, met plusieurs années à le rédiger et c'est en 1631 que le livre reçoit l'imprimatur sous réserve de quelques corrections. Dialogue où dans les rencontres de quatre journées il est disserté au sujet des deux principaux systèmes du monde, le ptoléméen et le copernicien, en proposant sans aucune détermination les raisons philosophiques et naturelles tant en faveur de l'une que de l'autre des parties sort des presses florentines en février 1632. Le pape Urbain VIII croit se reconnaître dans un personnage de ce dialogue, Simplicio, défenseur parfois ridicule et toujours malheureux du système de Ptolémée. Coup de théâtre : le pape Urbain VIII, furieux, ordonne la saisie de l'ouvrage. Mais il est trop tard et il a déjà été diffusé. Galilée est convoqué au Saint-Office en septembre de la même année. Il ne s'y rend qu'en hiver, menacé d'arrestation. Comment expliquer la réaction du pape, pourtant libéral et ami de Galilée ? Il semble qu'Urbain VIII n'ait pas apprécié le fait que Galilée, malgré le titre de son ouvrage, n'ait pas respecté leur accord et qu'il se soit livré à l'éloge des théories coperniciennes. Mais Galilée apparaît également comme une victime de la raison d'état. En effet, Urbain VIII se trouve à cette époque dans une situation difficile. Il est soupçonné de favoriser les idées novatrices au détriment des valeurs traditionnelles et sa politique pro-française, alors que la France soutient les protestants, lui attire les foudres de nombres de catholiques. C'est donc pour calmer ses adversaires qu'il leur « offre » le procès de Galilée.
L'ouvrage est déféré à l'Inquisition, devant le tribunal de laquelle Galilée, âgé de soixante-neuf ans, doit comparaître en 1633. Les audiences débutent en avril 1632. Galilée est accusé d'avoir enfreint l'interdiction de 1616 de défendre les théories de Copernic. Le procès dure vingt jours ; Galilée se défend à peine ; il doit prononcer à genoux l'abjuration de sa doctrine. En présence de cardinaux inquisiteurs, Galilée, qui est un vieillard de soixante dix ans presque aveugle, doit, à genoux, abjurer12 solennellement la thèse copernicienne qu'il sait être vraie. Pour les inquisiteurs qui ont jugé Galilée, toute connaissance est soumise à la vision du monde présentée par les récits bibliques. A leurs yeux, la démarche de Galilée qui s'appuie sans à priori sur l'observation et l'expérience, remet en cause cette représentation du monde et peut-être la foi en Dieu, tout au moins la puissance et l'autorité de l'Eglise dont les affirmations devenaient alors contestables. C'est le début d'un long affrontement entre la recherche scientifique et une représentation religieuse du monde. De nos jours, les domaines respectifs sont mieux délimités. Et Galilée compte parmi ceux qui, au début des Temps modernes, ont contribué à mettre en route cette évolution.
Les Dernières Années et l'Héritage
Après son abjuration, Galilée est autorisé à retourner au palais de l'ambassade de Toscane. Puis il se rend à Sienne, où il trouve un exil honorable auprès de son ami l'archevêque Piccolomini. À la fin de 1633, le pape lui permet d'habiter dans les environs de Florence. Outre son procès, il doit supporter dans sa vieillesse de cruelles épreuves. En 1634, il perd une de ses filles ; deux ans plus tard, il devient complètement aveugle. Après son abjuration, Galilée peut revenir en Toscane, à Arcetri, dans une villa où il est prisonnier. Lorsqu'il obtient, après de nombreuses démarches, le droit d'aller assister à la messe dans l'église voisine, les habitants reçoivent l'ordre de s'écarter de lui, il est interdit de lui parler. Seule, l’une de ses filles qui est religieuse, l'accompagne en le soutenant.
Malgré ses infirmités, il ne peut se détacher de la science, qui a fait sa gloire. Devenu aveugle en 1636, il continue à travailler avec ses disciples, surtout Viviani et Torricelli. Il publie en 1638 ses Discours autour de deux nouvelles sciences. Il est souvent entouré de ses disciples, dont les plus chers sont Torricelli et Viviani. Dans cet ouvrage, Galilée reprend ses anciens travaux de mécanique, corrigeant les erreurs qu'il avait pu faire antérieurement, preuve de sa grande intégrité intellectuelle.
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Galilée passe les dernières années de sa vie sous la surveillance de l’Inquisition à Arcetri, puis, aveugle dès 1637, il décède le 8 janvier 1642 près de Florence. Aidez-nous à localiser la tombe de Galilée en nous envoyant l'adresse du lieu où se trouve sa sépulture (cimétière…).
J. C. Poggendorff, dans son Histoire de la physique, a écrit : « Galilée mériterait le titre de fondateur de la physique, si un seul homme avait pu fonder une science aussi vaste et aussi variée. » Le procès de Galilée a eu un fort retentissement dans toute l'Europe. En France, grâce au gallicanisme13, le décret du Saint-Office n'est pas pris en compte et les ouvrages de Galilée circulent assez librement. Ils y trouvent de puissants protecteurs, tel le célèbre religieux Mersenne qui fait publier les Mécaniques de Galilée en 1634. Mais s'il est possible de lire ses ouvrages, on ne peut pas se réclamer publiquement de Galilée, ni écrire d'ouvrages défendant son point de vue. Des académies réunissent des personnes qui font toutes sortes d'expériences scientifiques. Nombreux sont les érudits ou les "honnêtes gens" qui achètent ou font construire une lunette pour faire des observations.
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