Еще один аспект падуанского периода оказался самым важным для будущего Галилея. Несмотря на то что многие плодотворные изыскания выполнялись в области механики, наиболее значимый пересмотр своих научных взглядов он осуществил в астрономии. Как уже отмечалось, в работе “Трактат о сфере, или Космография” (написанной, по-видимому, в конце 1580-х гг.) Галилей еще описывал и, очевидно, разделял геоцентрическую систему Птолемея, даже не упоминая гелиоцентрическую модель Коперника. Эта книга, возможно, отражала требования, налагаемые университетской программой преподавания, и использовалась преимущественно для обучения студентов. Однако два письма, написанные в 1597 г., в которых Галилей впервые выражает растущую уверенность в коперниканстве, свидетельствуют о радикальном изменении его взглядов.

Первое письмо, датированное 30 мая 1597 г.[68], было адресовано Якопо Маццони, философу и бывшему коллеге Галилея в Пизе. Маццони только что издал книгу “О сравнении Аристотеля и Платона” (In universam Platonis et Aristotelis philosophiam praeludia, sive de comparatione Platonis et Aristotelis), в которой утверждал, что нашел доказательство того, что Земля не вращается вокруг Солнца, обесценивающее предложенную Коперником модель. Аргумент опирался на предположение Аристотеля, что вершина горы на Кавказе, где пересекаются Европа и Азия, освещается Солнцем полную треть ночи. Из этого предположения Маццони сделал неверный вывод, что, поскольку в коперниканской модели наблюдатель на вершине горы (когда гора находится на стороне Земли, не обращенной к Солнцу) был бы дальше от центра мира (Солнца), чем в Птолемеевой модели (в которой центром мира считался центр Земли), то горизонт коперниканского наблюдателя должен был бы намного превышать 180°, что противоречит опыту. В своем письме Маццони Галилей точными тригонометрическими расчетами показал, что движение Земли вокруг Солнца не привело бы ни к каким обнаруживаемым изменениям видимой части небесной сферы. Затем, отвергнув кажущееся опровержение системы Коперника, Галилей добавил критическое утверждение, заявив, что “считает [коперниканскую модель] намного более вероятной, чем мнение Аристотеля и Птолемея”.

Второе письмо Галилея еще более ясно выражало его взгляды на коперниканство. Оно последовало сразу за публикацией Иоганна Кеплера. Великий немецкий астроном сегодня более всего известен тремя законами движения планет, носящими его имя, которые послужили стимулом разработки теории всемирного тяготения Ньютона. Кеплер был выдающимся математиком, философом-метафизиком и плодовитым писателем. В детстве его поразило зрелище кометы 1577 г. После изучения математики и теологии в Тюбингенском университете он познакомился с теорией Коперника благодаря математику Михаэлю Мёстлину. По-видимому, Кеплер сразу же уверовал в коперниканскую систему, возможно, потому, что идея центрального Солнца, окруженного неподвижными звездами, которые отделены от него пространственным разрывом, отвечала его глубокой религиозности. Он считал, что Вселенная есть отражение своего Творца, а Солнце, звезды и промежуточное пространство составляют единство, символизирующее Святую Троицу.

В 1596 г. Кеплер издал книгу, известную под названием “Тайна мироздания” (Mysterium Cosmographicum), в которой выдвинул предположение, что строение Солнечной системы основывается на пяти телах геометрически правильной формы, так называемых Платоновых телах (тетраэдр, куб, октаэдр, додекаэдр и икосаэдр)[69], заключенных одно в другое. Поскольку пять тел и сфера неподвижных звезд составляют ровно шесть пространств, Кеплер считал, что эта модель объясняет, почему планет именно шесть (число известных планет на то время). Несмотря на диковатость этой модели, Кеплер в своей книге исходил из взгляда Коперника, что все планеты вращаются вокруг Солнца. Его ошибка состояла не в деталях модели, а, скорее, в предположении, что количество планет и их орбиты представляют собой некие фундаментальные количественные характеристики, которые должны объясняться исходя из первопринципов. Сегодня мы знаем, что орбиты планет всего лишь случайные результаты условий, преобладающих в протозвездных облаках.

Два экземпляра книги Кеплера, предназначенные астрономам Италии, каким-то образом попали на рабочий стол Галилея. Четвертого августа 1597 г., прочтя только предисловие[70], Галилей отправил Кеплеру письмо с утверждением, что считает коперниканскую модель правильной. Он пошел еще дальше, сказав, что является коперниканцем “несколько лет”, и добавил, что считает модель Коперника способом объяснить ряд природных явлений, необъяснимых в геоцентрическом сценарии. Однако, признал Галилей, он “не дерзнул опубликовать” ни одну из этих теорий, устрашившись того, что его, как Коперника, “высмеют и освищут”.

В ответе от 13 октября 1597 г. Кеплер настоятельно советовал Галилею поспешить и опубликовать объяснения в поддержку модели Коперника если не в Италии, то в Германии. Однако публикации не случилось. Галилей не отличался скромностью или нерешительностью, но, не выполнив пока никаких наблюдений с помощью телескопа, не имел ничего, кроме догадок, подсказанных его открытиями в математике. Вероятно, он уже размышлял над причиной морских приливов, которые позднее превратит в один из главных аргументов в пользу движения Земли. Как и в случае с Маццони, эти догадки могли питаться интуитивным ощущением опровергаемости возражений против движения Земли. Однако не исключено, что пассивность Галилея диктовалась политическими причинами: Европа погрузилась в эпоху Контрреформации, и на этом этапе своей карьеры он не склонен был выступать в католической Италии как союзник Кеплера, известного лютеранина.

Случай осенью 1604 г. дал Галилею возможность представить публично если не коперниканский взгляд на мир в полной мере, то хотя бы четкую антиаристотелевскую позицию. Девятого октября астрономы нескольких итальянских городов были поражены, обнаружив новоявленную звезду, быстро ставшую более яркой, чем все звезды на небе. Метеоролог Ян Бруновский наблюдал ее 10 октября и сообщил об этом Кеплеру, который приступил к плодотворным наблюдениям на протяжении почти целого года (поэтому сегодня этот объект называется сверхновой Кеплера). Бальдессар Капра, у которого несколько лет спустя случится спор с Галилеем из-за компаса/калькулятора, заметил новую звезду вместе со своим учителем Симоном Майром и другом Камилло Сассо 10 октября. Итальянский монах-астроном Иларио Альтобелли проинформировал Галилея, и тот впервые наблюдал новую звезду в конце октября, а с ноября по январь прочел три лекции о ней перед огромной аудиторией. Главная мысль Галилея была проста: поскольку не наблюдалось никакого смещения или сдвига в положении новой звезды на фоне дальних звезд – явление, называемое параллаксом, – звезда должна находиться дальше Луны. Однако эта область, согласно Аристотелю, считалась незыблемой и не подверженной изменениям. Следовательно, новая звезда (которая, кстати, как мы теперь знаем, представляла собой гибель старой звезды в мощном взрыве, так называемую сверхновую) сокрушала представления Аристотеля о неизменной звездной сфере.