7 января 1610 г. Галилей приступил к регулярным телескопическим обследованиям неба и таким образом положил начало новой, телескопической астрономии. В этот же памятный для истории науки вечер Галилей сделал чрезвычайно сенсационное открытие, которое явилось одним из наиболее важных и наглядных доказательств учения Коперника. Направив телескоп на Юпитер, он заметил три слабых звездочки, привлекших его внимание своей близостью к планете и расположением — почти на одной прямой линии с нею.
В следующие ночи он опять отыскал эти новые светила и убедился в том, что они представляют собой не неподвижные звезды, а движущиеся светила.
Оказалось, что они сопровождают Юпитер в его движении, и постоянно меняют как свое взаимное расположение, так и свое положение относительно этой планеты. 13 января Галилей обнаружил четвертое новое светило и в скором времени пришел к несомненному заключению, что «эти четыре светила обращаются вокруг Юпитера подобно тому, как Венера или Меркурий обращаются около Солнца».
Внимательно следя за движением этих новооткрытых светил, Галилей нашел, что периоды их обращения вокруг центральной планеты различны: от 42 часов до 17 суток, причем чем дальше спутник от планеты, тем больше период его обращения. Галилей также открыл, что спутники проходят порой перед планетой, порой позади нее и вследствие этого иногда бросают на нее свою тень или же попадают в ее тень, затмеваются. Галилей неоднократно наблюдал затмения этих небесных тел настолько ясно, что мог убедиться в том, что эти светила вполне аналогичны нашему земному спутнику и, следовательно, являются лунами Юпитера.
Открытие спутников Юпитера было весьма важным событием в астрономии, так как оно свидетельствовало об ошибочности старого представления, что Земля — единственный центр движения во вселенной, и являлось серьезным косвенным доказательством коперниковой системы мира.
Фиг. 41. Открытие Галилеем спутников Юпитера. Видно положение спутников относительно планеты 7, 8, 10, 11, 12, 13 и 15 января 1610 г.
Мир Юпитера оказался уменьшенным подобием солнечной системы, причем это подобие усиливалось тем, что величина спутников по сравнению с Юпитером соответствует отношению размеров планет к Солнцу. Наконец, благодаря открытию спутников Юпитера наша Земля перестала быть единственной планетой, постоянно сопровождаемой спутником, и лишилась таким образом своей последней привилегии. Уже нельзя было говорить об исключительном положении Земли среди других небесных тел: в отношении лун Юпитер оказался гораздо богаче Земли.
Поэтому Галилей, который в полной мере оценил важное значение открытия спутников Юпитера для учения Коперника, сказал: «Ныне мы имеем очевидный довод, чтобы рассеять сомнения тех, кои, склоняясь допустить, что планеты обращаются вокруг Солнца, смущаются, однако, каким образом Луна несется вокруг Земли и в то же время совершает вместе с нею годичный круг около Солнца… Мы теперь знаем, что есть планеты, обращающиеся одна около- другой и в то же время несущиеся вместе вокруг Солнца».
Свои астрономические открытия, поистине ослепившие современников, Галилей изложил в марте 1610 г. в упомянутой книге, которая разошлась в течение нескольких дней и тотчас же была перепечатана в разных странах. Но не прошло и нескольких месяцев, как Галилей сделал еще два особо важных открытия, касавшиеся Венеры и Солнца. В сентябре 1610 г. Галилей открыл, что Венера изменяет свой вид наподобие Луны, что она имеет различные фазы от узкого серпа до полного диска, а вскоре после этого, в конце того же года, он заметил, что на Солнце имеются пятна. Таким образом 1610 г. был годом беспримерных успехов науки о небе.
Открытие фаз Венеры явилось результатом научного- предвидения, основанного непосредственно на учении Коперника, и поэтому Галилей говорил: «Я увидел глазом то, в чем мой разум не сомневался и раньше». В самом деле, для Коперника было вполне ясно, что если планеты Венера й Меркурий действительно обращаются вокруг Солнца и являются темными телами, подобными Луне и Земле, то они должны обнаруживать такое же изменение фаз, как и Луна. То обстоятельство, что этих фаз не наблюдалось, рассматривалось противниками Коперника не как следствие слабости нашего зрения, а как доказательство того, что планеты не являются небесными землями, что они не обращаются вокруг Солнца и имеют свой собственный свет, а не светят отраженным светом. Но Галилей был убежден в правильности учения Коперника и поэтому он направил свой телескоп на Венеру с целью проследить за изменением ее фаз. Наблюдения его показали, что Венера, блеск которой и для простого глаза чрезвычайно изменчив, в теле- скопе совершенно ясно представляется в различных фазах подобно нашему спутнику. Поэтому Галилей свое открытие записал: «Мать любви подражает фигурам Луны».