Galileo Galilei bracht in de 17e eeuw een volledige omwenteling teweeg in ons beeld van de wereld en de kosmos. Net als Copernicus verdedigde hij de stelling dat de aarde om de zon draait en niet andersom, zoals tot dan toe werd aangenomen. Hij kwam niet alleen in conflict met de wetenschappelijke wereld maar ook met de kerk. Nu wordt hij gezien als één van de grootste wetenschappers aller tijden.

_{Het geocentrische wereldbeeld van Ptolemaios en Aristoteles: de aarde in het midden.}

Intuïties onderzoeken

Niemand dan ze wiskundige en filosoof Galilei heeft meer bijgedragen aan de omwenteling in het denken over de natuur en aan de moderne natuurwetenschap in de 17e eeuw. Tweeduizend jaar lang was de natuurkunde een bezigheid geweest van filosofen. De wereld werd in één grote interpreterende greep genomen op basis van onze dagelijkse ervaring en ons gezonde verstand. De samenhang tussen afzonderlijke verschijnselen bracht men vooral verbaal tot uitdrukking. Galilei was de eerste die zich consequent richt op partjes van de wereld. Hij kwam deze partjes op het spoor met behulp van instrumenten en wilde deze zo exact mogelijk uitdrukken. Wat hij aantrof, ging vaak in tegen onze intuïties.

Het best uitgewerkte voorbeeld van deze nieuwe benadering staat in Galilei’s wetenschappelijke meesterwerk en laatste boek, de Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze, Gesprekken en wiskundige bewijzen over twee nieuwe wetenschappen. Hij schreef het terwijl hij onder huisarrest stond en smokkelde het naar Nederland, waar het in 1638 werd uitgegeven. Hoe komt het eigenlijk, dat een voorwerp dat naar beneden valt, steeds sneller valt? Een simpele vraag. Aristoteles meende dat de snelheid van een val afhangt van de zwaarte van het vallende object. Hoe zwaarder het object, hoe sneller de val.

Galilei ging het onderzoeken en merkte dat wanneer een voorwerp verticaal naar beneden valt, het niet zomaar sneller en sneller valt zoals iedereen kan waarnemen. De snelheid groeit juist steeds weer met gelijke porties aan. Alles valt in wezen even snel. In de dagelijkse werkelijkheid is dat niet zo, maar wel in een vacuüm. Een natuurwet dus, die niet klopt met onze intuïtie en pas ontdekt kan worden met de juiste instrumenten en berekeningen.

Op de achtergrond van deze vroege natuurwet stond Galilei’s radicaal nieuwe gedachte dat een bewegend object de neiging heeft in die beweging te volharden. De zwaarte van het object maakt niets uit. Ook dat is anders dan we in werkelijkheid waarnemen. Een kar die ik wegduw komt al gauw nadat ik hem heb losgelaten tot stilstand. Alleen in een abstracte wereld van wiskundige logica waar alle storende omstandigheden uit zijn weggefilterd, blijft een voorwerp alsmaar door bewegen. Dat de val niets te maken heeft met de zwaarte van het voorwerp op het moment dat we storende omstandigheden wegnemen, werd inzichtelijk gemaakt door de NASA ruimtevaartmissie Apollo XV in 1971, waar men op de maan een hamer en een veer liet vallen. De consequenties van deze inzichten mochten er wezen. Ze boden het uitzicht op een nieuw, tegen-intuïtief soort natuurwetenschap, met de wiskunde als taal en het experiment als toetssteen.

_{Afbeelding: Galilei voor de Inquisitie in het Vaticaan, door Joseph-Nicolas Robert-Fleury (1847)}

Centrum van het heelal

Galilei’s nieuwe denken bracht hem tot de destijds radicale overtuiging dat de aarde niet stilstaat maar als één van de planeten om de zon draait en bovendien in een etmaal om haar eigen as wentelt. Sinds Aristoteles dacht men daarentegen dat de aarde het middelpunt van het heelal was. 

Copernicus had die radicale gedachte ruim een halve eeuw eerder naar voren gebracht en astronomisch-technisch uitgewerkt. Vóór het begin van de 17e eeuw geloofde maar een tiental personen deze theorie. Er waren immers talloze bezwaren die later onjuist bleken. Galilei was één van degenen die Copernicus geloofde. Met behulp van zijn nieuwe idee van beweging wist hij een hele reeks van de bezwaren tegen Copernicus te weerleggen. Hij deed dat in zijn andere meesterwerk, de Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, Dialoog over de twee grote wereldsystemen (1632). Het werk heeft de vorm van een dialoog tussen Copernicus en Ptolemaios (zie ook onder Copernicus). Ptolemaios was een astroloog uit de Griekse Oudheid die net als Aristoteles meende dat de aarde het middelpunt van ons zonnestelsel was. Copernicus beweerde daarentegen dat dat de zon moest zijn.

_{Het heliocentrisch wereldbeeld van Copernicus en Galilei: de zon in het midden}

In het briljant geschreven pleidooi ten gunste van Copernicus maakte Galilei gloedvol gebruik van een reeks waarnemingen die hij in 1609 aan de sterrenhemel had gedaan met een toen geheel nieuw instrument, de telescoop.  Daarmee zag hij bijvoorbeeld dat Jupiter een aantal manen had die in een baan om hun planeet draaiden. Hoe kan Jupiter eigen manen hebben, als alles om de aarde draait?

De Inquisitie

De Dialogo leidde tot een geheel uit de hand gelopen conflict met de katholieke kerk. De kerk zette het op de Index, de lijst van verboden boeken. Galilei was zelf katholiek. Zijn campagne ten gunste van Copernicus was juist mede bedoeld om zijn moederkerk te beschermen. Als de kerk een wetenschappelijk onhoudbaar standpunt bleef innemen, zou ze zich onsterfelijk blameren. Weliswaar is Galilei door de Inquisitie nooit gefolterd, maar hij is wel met succes verbaal onder forse druk gezet om zijn Copernicaanse overtuiging af te zweren. Ook heeft hij nooit, zoals vaak wordt beweerd, meteen na afloop van het proces gezegd Eppur si muove, En toch beweegt ze – namelijk de aarde. Maar de verhoudingen waren flink verstoord. 

Tussen Galilei en de kerk deed zich een vijftienjarige escalatie voor. Beide partijen hebben hieraan bijgedragen met een opvallend gebrek aan behoedzaamheid. Hoewel de Paus in 1992 zijn excuses aanbood voor de behandeling van Galilei, heeft het de verhouding meteen grondig bedorven tussen de natuurwetenschap en een religie die zich op de letterlijkheid van Gods woord richt.