六、天文观测
      在天文学的研究中，古希腊科学家阿里斯塔克斯 （公元前3世纪），认 为地球是围绕太阳旋转，而托勒密 （公元2世纪），则认为太阳是围绕地球 旋转。意大利的罗马教会是托勒密学说的忠实捍卫者，他们禁止教员讲解任 何其他不同观点；因为托勒密体系最容易与亚里士多德学说相吻合。
      但持有不同观点的人终究是有的，波兰有才华的科学家哥白尼 （1473— 1543）在他逝世那一年，问世了他的著作《天体运行说》一书。哥白尼认为 阿里斯塔克斯讲的是对的，地球的确是在围绕太阳旋转，地球就像金星、木 星、水星、火星和土星一样，是个行星。这些行星都在围绕太阳旋转，因为 太阳的重力吸引着它们。这些行星不是炽热的，只有当太阳光照耀着它们时， 才能发光。
      哥白尼不能证明他的学说。因此，有些亚里士多德派的学者竟这样反驳 哥白尼说：“一星期有七天，一个人有七窍——两个眼睛，两个耳朵，两个 鼻孔，一张嘴巴，因此，七是唯一重要的数字，只能有七颗行星，哥白尼列 举了五个行星的名字，如果加上太阳和月亮，正好是七个了。”
      伽利略嘲笑这种说法，他常说：“眼睛啦，鼻子啦！有些人就只看见鼻 子底下的那点东西。我要证实，哥白尼是正确的。”
      现在，伽利略有了望远镜，他可以证实了。
      伽利略首先用望远镜研究月球，他发现，月球上有奇异的斑点，有些斑 点老是黑暗的，它们一定是海 （实际是火山口）有些斑点不断改变颜色，他 们亮了几个小时后，逐渐变黑，然后又变得明亮了，因此这些斑点一定是山 脉。
      伽利略认为，月球在旋转，因此太阳光在不同时间就照射在山脉的不同 部位上。
      伽利略还注意到，当月亮只有半边发亮时，注意观察，另半边好像不在 这里。但如果使劲看，就能看见。这是因为地球将太阳光反射到月球上。我 们接收月亮的光，月球接收来自我们地球的光；地球和月亮自身都不发光， 它们只能反射太阳的光。
      接着，伽利略开始研究行星。他用望远镜观察行星，发现行星显得比较 大，用望远镜观察恒星，它们并不显得大，因此，伽利略认为，恒星离地球 一定比行星远得多。
      1610年1月7月，是伽利略生命中最伟大的一天，当他把望远镜对准木 星时，他发现木星附近有三个像小月亮一样较小的星球。
      第二天晚上，这三个星处在不同的位置上。过了几个晚上，出现了第四 颗星。这四颗星每天晚上都改变位置。
      伽利略明白，他可以肯定哥白尼是正确的了。亚里士多德派的学者说， 月球绕地球旋转，因此太阳也一定绕地球旋转。但这些“月亮”却绕木星旋 转，而太阳并不绕木星旋转。因此他们的理由是站不住脚的，现在可以证明 他们错了。
      1610年3月，伽利略的《星球的使者》一书出版了。他在这本书里解释了月亮、行星及星星的许多事实，阐述了哥白尼的学说，为它提出了许多很 好的理由，相当清楚地表明，哥白尼是正确的。      伽利略通过托斯坦纳驻布拉格大使征求当时在布拉格的德国天文学家和 物理学家开普勒（1571—1630）的意见，开普勒立即写了“与《星球的使者》 讨论”的长篇文章，文中承认伽利略的发现是真实的。几个月以后，开普勒 用伽利略送给科隆选侯的望远镜亲自进行了观察，撰文证实了木星卫星的存 在。
      但是，伽利略认为，他还不能完全证明这些论点，他还需要继续观察木 星几年，所以他没有完全公开宣布接受哥白尼的学说。
      9月，伽利略搬到了佛罗伦萨，又开始观察金星和水星，在晚上和黎明 前，他常常见到金星和水星离太阳很近，也能清楚地看到金星和水星绕太阳 旋转。
      伽利略注意到，这两颗行星像月球一样改变其形状，当它们处于太阳的 这一边时，其形状不是圆的，这是因为太阳只照射到这两颗星的表面，而我 们则处在它们的背面。
      伽利略还注意到，每当这两颗行星绕到太阳对面一边时，它们呈圆形， 但要显得小一些，因为它们距离我们很远。金星离我们最近，它发出的光最 亮。只有金星和水星运行在地球和太阳之间，所以也只有它们会改变形状。
      1610年7月，伽利略观察到土星旁边有两颗大卫星。第二年这两颗卫星 变得小多了；1612年，这两颗卫星杳无踪影，1613年再次出现。1616年这 两颗卫星在土星周围几乎形成一个圆环，然后又开始逐渐变小。
      伽利略将以前未曾发现的几个星座中的恒星标在星图上，他还观察到， 银河是由千百万颗小星星组成的。
      伽利略给各国的要人送了一百本书，随同每书还附上一架望远镜，以便 让他们能够亲眼证实他的见解。
      伽利略在佛罗伦萨着手研究的第一个课题是确定木星四颗卫星的轨道周 期，这项工作非常艰巨。
      12月，伽利略写了一封信给开普勒，信中说他已获得有关卫星周期的线 索。
      1611年3月，伽利略掌握了推算所必需的基本数据。在4月访问罗马期 间，他开始编制卫星运动表。