GALILEO GALILEI

Kehidupan Awal Galileo

Galileo Galilei lahir di Pissa Toscana Italia, 15 Februari 1564. Ayahnya seorang ilmuan dan musisi yang bernama Vincenzo Galileo asal Florence Italia, sedangkan ibunya bernama Guilia Ammannati yang menikah pada tahun 1563. Galileo Galilei dilahirkan sebagai anak sulung dari tujuh bersaudara.

Pada tahun 1572 Galileo yang berumur delapan tahun, ditinggal oleh keluarganya yang pindah ke kota asal ayahnya Florence sedangkan Galileo tetap berada di Pisa, Italia selama dua tahun dan tinggal bersama salah seorang saudara ibunya yaitu Muzio Tedaldi. Setelah berumur 10 tahun, Galileo menyusul orang tuanya untuk pindah ke Florence, tidak lama bersama orang tuanya, karena berpikiran sudah cukup umur dia di didik di biara dan dikirim ke Camaldolese Monastery di Vallombrosa yang terletak di hutan yang megah bukit 33 km tenggara dari Florence. Orde Camaldolese merupakan pembebasab dari orde Benedicitin yang pecah kira-kira sejakk tahun 1012.

Pada tahun 1581 ayahnya memasukkan Galileo di sebuah Universitas di Pisa di bidang kedokteran, ini semua adalah cita-cita sang ayah yang menginginkan anaknya menjadi seorang dokter yang mempunyai gaji besar. Tetapi Galileo tidak menyukai bidang tersebut dan dia tetap belajar matematika di Istana Tuscano dengan seorang guru yang bernama Ostillo Ricci (seorang ahli matematika Italia), sehingga Galileo keluar dari dari bidang kedoteran dan menekuni matemtika. Suatu saat Ostillo Ricci mengundang Vincenzo Galileo untuk menyakinkannya memberi kesempatan pada Galileo kecil untuk belajar matematika, tentunya Vicenzo menentang keras ide dari Ostillo Ricci tersebut namun akhirnya sang ayah mengizinkan Galileo untuk mempelajari karya Euclid dan Archimedes.

Galileo muda yang berumur 21 tahun mulai mengajar matematika di Florence dan kemudian pada tahun 1585-1586, ia mengadakan perjanjian Public Taitu. Selama musim panas, ia mengajar di Vallombrosa dan juga menulis buku pertamanya La Balancitta yang menjelaskan karya dari Archimedes yang menggunakan bahan kesetimbangan. Pada tahun berikutnya, ia pergi ke Roma untuk menemui Clavius, sang profesor matematika di Jesuit Collegio Romano untuk membahas topik matematika yang sangat populer saat itu adalah pusat berat. Galileo mendapat kesan baik dari Clavius tapi Galileo gagal mendapat janji untuk mengajar di Universitas Bologna.

Tahun 1591 ayahnya (Vincenzo Galilei) meninggal, Galileo sebagai anak tertua harus memberikan dukungan finansial untuk keluarga dan terus membiayai sekolah dua saudara perempuannya. Kemudian setelah ayahnya meninggal Galileo diangkat sebagai Profesor Matematika di Universitas Padua (University of Republic Venice). Pada tanggal 7 Desember 1592 ia memberi kuliah perdana dan mulai selama delapan belas tahun. Di Universitas Padua, ia di beri tugas untuk menangani mata kuliah Eucludi's geometry dan standar (geocentric) astronomi untuk mahasiswa kedokteran, yang harus mengetahui beberapa astronomi untuk menggunakan perbintangan dalam praktek medis.

Galileo memulai hubungan dengan seorang pembantunya bernama Maria Gamba, seoranng wanita dari dari Venesia dan dikauniai oleh dua anak yang diberi nama Livia (1600) dan Vicenzo (1606). Tapi hubungan mereka tidak diikat oleh ikatan pernikahan karena kesulitan keuangan.

 

Kontribusi Galileo dalam ilmu pengetahuan

Mekanika

Pada suatu hari, Galileo masuk ke Katedral kota yang dekat dengan Universitas Padua. Disitu ia melihat lampu gantung yang sedang dinyalakan oleh koster (pelayan gereja). Lampu-lampu itu berayun-ayun karena disentuh koster. Lebar ayunanya bermacam-macam. Galieo menghitung lamanya ayunan dengan denyut nadinya karena waktu itu belum ada alrloji atau alat ukur lainnya. Setiba dirumah ia mengulangi peristiwa itu dengan bola dari berbagai ukuran dan berat. Akhirnya ia menemukan hukum ini: "Waktu ayun tidak tergantung pada lebar ayun dan berat bandul, asal lebar ayun tidak terlalu besar. Waktu ayun berbanding lurus dengan panjang bandul dan berbanding terbalik dengan akar percepatan yang disebabkan gaya grafitasi".

Sumbangan penting pertamanya yang fenomenal dalam bidang ini adalah saat ia menjelaskan bahwa pemikiran Aristoteles adalah keliru. Aristoteles mengajarkan, benda yang lebih berat jatuh lebih cepat ketimbang benda yang lebih enteng, dan bergenerasi-generasi kaum cerdik pandai menelan pendapat filosof Yunani yang besar pengaruh ini. Tetapi, Galileo memutuskan mencoba dulu benar-tidaknya, dan lewat serentetan eksperimen dia berkesimpulan bahwa Aristoteles keliru. Yang benar adalah, baik benda berat maupun enteng jatuh pada kecepatan yang sama kecuali sampai batas mereka berkurang kecepatannya akibat pergeseran udara. (Kebetulan, kebiasaan Galileo melakukan percobaan melempar benda dari menara Pisa tampaknya tanpa sadar).

Mengetahui hal ini, Galileo mengambil langkah-langkah lebih lanjut. Dengan hati-hati dia mengukur jarak jatuhnya benda pada saat yang ditentukan dan mendapat bukti bahwa jarak yang dilalui oleh benda yang jatuh adalah sebanding dengan jumlah detik kuadrat jatuhnya benda.

Penemuan ini (yang berarti penyeragaman percepatan) memiliki arti penting tersendiri. Bahkan lebih penting lagi, Galileo berkemampuan menghimpun hasil penemuannya dengan formula matematika. Penggunaan yang luas formula matematika dan metode matematik merupakan sifat penting dari ilmu pengetahuan modern. Sejak timbulnya berbagai ekperimen dan pemikiran Galileo yang mendasarinya maka menggusur paradigma lama sains yang hanya berkutat pada pola pikir semata tanpa mencoba untuk meyakinkannya dengan sebuah demonstrasi yang lebih nyata. Maka dari itu, Galileo memulai paradigma baru sains dengan berbagai eksperimennya dan diikuti oleh ilmuwan-ilmuwan yang lain sehingga Galileo mendapat julukan "Bapak Metode Eksperimental".

Sumbangan besar Galileo lainnya ialah penemuannya mengenai hukum kelembaman. Sebelumnya, orang percaya bahwa benda bergerak dengan sendirinya cenderung menjadi makin pelan dan sepenuhnya berhenti kalau saja tidak ada tenaga yang menambah kekuatan agar terus bergerak. Tetapi percobaan-percobaan Galileo membuktikan bahwa anggapan itu keliru. Bilamana kekuatan melambat seperti misalnya pergeseran, dapat dihilangkan, benda bergerak cenderung tetap bergerak tanpa batas. Ini merupakan prinsip penting yang telah berulang kali ditegaskan oleh Newton dan digabungkan dengan sistemnya sendiri sebagai hukum gerak pertama yang merupakan salah satu prinsip vital dalam ilmu pengetahuan.

Penemu Termometer

Termometer Galileo adalah termometer yang dibuat dari air raksa yang ditempatkan pada suatu tabung kaca. Tanda yang dikalibrasi pada tabung membuat temperatur dapat dibaca sesuai panjang air raksa di dalam gelas, bervariasi sesuai suhu. Untuk meningkatkan ketelitian, biasanya ada bohlam air raksa pada ujung termometer yang berisi sebagian besar air raksa; pemuaian dan penyempitan volume air raksa kemudian dilanjutkan ke bagian tabung yang lebih sempit. Ruangan di antara air raksa dapat diisi atau dibiarkan kosong.

Sebagai pengganti air raksa, beberapa termometer keluarga mengandung alkohol dengan tambahan pewarna merah. Termometer ini lebih aman dan mudah untuk dibaca.

Jenis khusus termometer air raksa, disebut termometer maksimun, bekerja dengan adanya katup pada leher tabung dekat bohlam. Saat suhu naik, air raksa didorong ke atas melalui katup oleh gaya pemuaian. Saat suhu turun air raksa tertahan pada katup dan tidak dapat kembali ke bohlam membuat air raksa tetap di dalam tabung. Pembaca kemudian dapat membaca temperatur maksimun selama waktu yang telah ditentukan. Untuk mengembalikan fungsinya, termometer harus diayunkan dengan keras. Termometer ini mirip desain termometer medis.

Air raksa akan membeku pada suhu -38.83 °C (-37.89 °F) dan hanya dapat digunakan pada suhu di atasnya. Air raksa, tidak seperti air, tidak mengembang saat membeku sehingga tidak memecahkan tabung kaca, membuatnya sulit diamati ketika membeku. Jika termometer mengandung nitrogen, gas mungkin mengalir turun ke dalam kolom dan terjebak di sana ketika temperatur naik. Jika ini terjadi termometer tidak dapat digunakan hingga kembali ke kondisi awal. Untuk menghindarinya, termometer air raksa sebaiknya dimasukkan ke dalam tempat yang hangat saat temperatur di bawah -37 °C (-34.6 °F). Pada area di mana suhu maksimum tidak diharapkan naik di atas - 38.83 ° C (-37.89 °F) termometer yang memakai campuran air raksa dan thallium mungkin bisa dipakai. Termometer ini mempunyai titik beku of -61.1 °C (-78 °F).

Termometer air raksa umumnya menggunakan skala suhu Celsius dan Fahrenhait. Anders Celsius merumuskan skala Celsius, yang dipaparkan pada publikasinya "the origin of the Celsius temperature scale" pada 1742.

Celsius memakai dua titik penting pada skalanya: suhu saat es mencair dan suhu penguapan air. Ini bukanlah ide baru, sejak dulu Isaac Newton bekerja dengan sesuatu yang mirip. Pengukuran suhu celsius menggunakan suhu pencairan dan bukan suhu pembekuan. Eksperimen untuk mendapat kalibrasi yang lebih baik pada termometer Celsius dilakukan selama 2 minggu setelah itu. Dengan melakukan eksperimen yang sama berulang-ulang, dia menemukan es mencair pada tanda kalibrasi yang sama pada termometer. Dia menemukan titik yang sama pada kalibrasi pada uap air yang mendidih (saat percobaan dilakukan dengan ketelitian tinggi, variasi terlihat dengan variasi tekanan atmosfir). Saat dia mengeluarkan termometer dari uap air, ketinggian air raksa turun perlahan. Ini berhubungan dengan kecepatan pendinginan (dan pemuaian kaca tabung).

Tekanan udara mempengaruhi titik didih air. Celsius mengklaim bahwa ketinggian air raksa saat penguapan air sebanding dengan ketinggian barometer.

Saat Celsius memutuskan untuk menggunakan skala temperaturnya sendiri, dia menentukan titik didih pada 0 °C (212 °F) dan titik beku pada 100 °C (32 °F). Satu tahun kemudian Frenchman Jean Pierre Cristin mengusulkan versi kebalikan skala celsius dengan titik beku pada 0 °C (32 °F) dan titik didih pada 100 °C (212 °F). Dia menamakannya Centrigade.

Pada akhirnya, Celsius mengusulkan metode kalibrasi termometer sbb:

1. Tempatkan silinder termometer pada air murni meleleh dan tandai titik saat cairan di dalam termometer sudah stabil. ini adalah titik beku air.
   
2. Dengan cara yang sama tandai titik di mana cairan sudah stabil ketika termometer ditempatkan di dalam uap air mendidih.
   
3. Bagilah panjang di antara kedua titik dengan 100 bagian kecil yang sama.
   

Titik-titik ini ditambahkan pada kalibrasi rata-rata tetapi keduanya sangat tergantung tekanan udara. Saat ini, tiga titik air digunakan sebagai pengganti (titik ketiga terjadi pada 273.16 kelvins (K), 0.01 °C). CATATAN: Semua perpindahan panas berhenti pada 0 K, Tetapi suhu ini masih mustahil dicapai karena secara fisika masih tidak mungkin menghentikan partikel.

Hari ini termometer air raksa masih banyak digunakan dalam bidang meteorologi, tetapi pengguanaan pada bidang-bidang lain semakin berkurang, karena air raksa secara permanen sangat beracun pada sistem yang rapuh dan beberapa negara maju telah mengutuk penggunaannya untuk tujuan medis. Beberapa perusahaan menggunakan campuran gallium, indium, dan tin (galinstan) sebagai pengganti air raksa.

Penemuan teleskop

Pada tahun 1608 Hans Lippershey, seorang ahli optika Belanda, menemukan teleskop, namun tidak bersedia menerima patennya. Sehingga, kemudian Galileo pun berusaha membuat teleskop sederhana dan ia berhasil menciptakan teleskop dengan kemampuan pembesaran 33 kali. Dengan teleskopnya ini ia berhasil menemukan cincin Saturnus, empat buah bulan Yupiter, gunung-gunung dan kawah di bulan sehingga ia menjadi begitu terkenal di seluruh dunia hingga sekarang. Ia juga menemukan kenyataan bahwa galaksi sebenarnya adalah gugusan bintang yang jumlahnya berjuta-juta.

Astronomi

Penemuan Galileo yang paling masyhur adalah di bidang astronomi. Teori perbintangan di awal tahun 1600-an berada dalam situasi yang tak menentu. Terjadi selisih pendapat antara penganut teori Copernicus yang matahari-sentris dan penganut teori yang lebih lama, yang bumi-sentris. Sekitar tahun 1609 Galileo menyatakan kepercayaannya bahwa Copernicus berada di pihak yang benar, tetapi waktu itu dia tidak tahu cara membuktikannya. Di tahun 1609, Galileo dengar kabar bahwa teleskop diketemukan orang di Negeri Belanda. Meskipun Galileo hanya mendengar samar-samar saja mengenai peralatan itu, tetapi berkat kegeniusannya dia mampu menciptakan sendiri teleskop. Dengan alat baru ini dia mengalihkan perhatiannya ke langit dan hanya dalam setahun dia sudah berhasil membuat serentetan penemuan besar.

Pada halaman ini Galileo pertama kali menulis tentang pengamatan bulan dari planet Jupiter. Pengamatan inilah yang menjungkirbalikkan kaidah bahwa seluruh benda langit harus mengitari Bumi. Galileo menulisnya secara lengkap tentang hal ini dalam Sidereus Nuncius pada bulan Maret 1610.

Dilihatnya bulan itu tidaklah rata melainkan benjol-benjol, penuh kawah dan gunung-gunung. Benda-benda langit, kesimpulannya, tidaklah rata serta licin melainkan tak beraturan seperti halnya wajah bumi. Ditatapnya Bima Sakti dan tampak olehnya bahwa dia itu bukanlah semacam kabut samasekali melainkan terdiri dari sejumlah besar bintang-bintang yang dengan mata telanjang memang seperti teraduk dan membaur satu sama lain.

Kemudian diincarnya planet-planet dan tampaklah olehnya Saturnus bagaikan dilingkari gelang. Teleskopnya melirik Yupiter dan tahulah dia ada empat buah bulan berputar-putar mengelilingi planit itu. Di sini terang-benderanglah baginya bahwa benda-benda angkasa dapat berputar mengitari sebuah planit selain bumi. Keasyikannya menjadi-jadi: ditatapnya sang surya dan tampak olehnya ada bintik-bintik dalam wajahnya. Memang ada orang lain sebelumnya yang juga melihat bintik-bintik ini, tetapi Galileo menerbitkan hasil penemuannya dengan cara yang lebih efektif dan menempatkan masalah bintik-bintik matahari itu menjadi perhatian dunia ilmu pengetahuan. Selanjutnya, penelitiannya beralih ke planit Venus yang memiliki jangka serupa benar dengan jangka bulan. Ini merupakan bagian dari bukti penting yang mengukuhkan teori Copernicus bahwa bumi dan semua planit lainnya berputar mengelilingi matahari.

Perdebatan dengan gereja

Dukungan yang dilakukan oleh Gelileo terhadap teori Copernicus menyebabkan dia berhadapan dengan kalangan gereja yang menentangnya habis-habisan. Pertentangan gereja ini mencapai puncaknya di tahun 1616, dia diperintahkan menahan diri dari menyebarkan hipotesa Copernicus. Galileo merasa tergencet dengan pembatasan ini selama bertahun-tahun. Baru sesudah Paus meninggal tahun 1623, dia digantikan oleh orang yang mengagumi Galileo. Tahun berikutnya, Paus baru ini --Urban VIII-- memberi pertanda walau samar-samar bahwa larangan buat Galileo tidak lagi dipaksakan.

Enam tahun berikutnya Galileo menghabiskan waktu menyusun karya ilmiahnya yang penting Dialog Tentang Dua Sistem Penting Dunia. Buku ini merupakan peragaan hebat hal-hal yang menyangkut dukungan terhadap teori Copernicus dan buku ini diterbitkan tahun 1632 dengan ijin sensor khusus dari gereja. Meskipun begitu, penguasa-penguasa gereja menanggapi dengan sikap berang tatkala buku terbit dan Galileo langsung diseret ke muka Pengadilan Agama di Roma dengan tuduhan melanggar larangan tahun 1616.

Tetapi jelas, banyak pembesar-pembesar gereja tidak senang dengan keputusan menghukum seorang sarjana kenamaan. Bahkan dibawah hukum gereja saat itu, kasus Galileo dipertanyakan dan dia cuma dijatuhi hukuman enteng. Galileo tidak dijebloskan ke dalam bui tetapi sekedar kena tahanan rumah di rumahnya sendiri yang cukup enak di sebuah villa di Arcetri. Teorinya dia tidak boleh terima tamu, tetapi nyatanya aturan itu tidak dilaksanakan sebagaimana mestinya. Hukuman lain terhadapnya hanyalah suatu permintaarn agar dia secara terbuka mencabut kembali pendapatnya bahwa bumi berputar mengelilingi matahari. Ilmuwan berumur 69 tahun ini melaksanakannya di depan pengadilan terbuka. (Ada ceritera masyhur yang tidak tentu benarnya bahwa sehabis Galileo menarik lagi pendapatnya dia menunduk ke bumi dan berbisik pelan, "Tengok, dia masih terus bergerak!").

 

Akhir kehidupan Galileo

Galileo meninggal pada usia 78 tahun di Arcetri pada tanggal 8 Januari 1642 karena demam. Namun, meskipun demikian teori-teorinya tetap dipakai seluruh orang di dunia hingga kini. Ia adalah orang yang pertama di dunia yang menggunakan perhitungan matematika dalam menganalisis mekanika. Ia juga orang pertama yang menghubungkan fisika dan astronomi dengan matematika, bukan dengan filsafat tradisional. Ia merupakan orang yang menemukan hukum benda jatuh, hukum bandul, hukum gerak yang selanjutnya dirumuskan oleh Newton. Ia juga penemu termometer, teleskop ( teropong bintang), dan teori matematik gerak parabola.