Galilée

Physicien et astronome italien. Rares sont les savants qui ont vu autant de littérature leur être consacrée que Galileo Galilei, dit Galilée. Sa notoriété tient essentiellement à ses démêlés avec l'Eglise et à son retentissant procès. Pourtant, au-delà de paroles légendaires sur la mobilité de la Terre (qu'il n'a vraisemblablement jamais prononcées), le personnage est avant tout l'un des artisans de la science moderne: c'est Galilée qui a introduit les mathématiques dans le monde de la physique, abandonnant ainsi définitivement les concepts qualitatifs aristotéliciens.

Galilée est né le 15 février 1564 à Pise. Son enfance et son adolescence se déroulent entre Florence et Pise. Son père, musicien original et assez célèbre, auteur d'un Dialogue sur la musique ancienne et moderne, s'intéressait à la renaissance des formes musicales héritées du classicisme grec. Après avoir commencé en 1581 des études de médecine à l'université de Pise, Galilée se consacre à l'étude des mathématiques et de la philosophie; en 1585, il quitte l'université, sans diplôme.
La science à la fin du XVIe siècle

L'université qui sert de cadre aux années de formation du jeune Galilée fonctionne sur un modèle largement répandu en Europe, reposant sur une division du savoir en deux branches fondamentales: les mathématiques et la philosophie.

Astronomie et mathématique

Le savoir mathématique étant né avec l'astronomie, l'activité du mathématicien-astronome n'a pas pour but l'explication des phénomènes célestes, mais bien plutôt leur prédiction. L'ambition de l'astronome se limite à rechercher les combinaisons (plus ou moins compliquées) de mouvements circulaires qui permettent de décrire le mouvement apparent des astres, tel qu'on l'observe depuis la Terre. L'activité du mathématicien repose sur l'idée que, sous le désordre apparent des phénomènes, au-delà du cours erratique des planètes (étymologiquement, les planètes sont des «astres errants»), il existe un ordre caché bien particulier, qui peut être représenté à l'aide de mouvements circulaires, images d'une forme de perfection.

Philosophie

L'enseignement de cette matière est également dispensé par les universités européennes. La «philosophie naturelle» est la véritable science du ciel, chargée d'expliquer les phénomènes. Fondée en grande partie sur la doctrine d'Aristote et, plus précisément, sur sa théorie du mouvement, cette discipline repose, très schématiquement, sur la distinction entre mouvement «naturel» et mouvement «violent».

Le monde selon Aristote

Tout corps possède un mouvement «naturel» qui lui est propre, exprimant sa tendance à rejoindre son lieu «naturel», lequel est entièrement fixé par la nature du corps en question; ayant rejoint son lieu naturel, le corps y reste immobile. Ainsi la Terre a-t-elle pour lieu naturel, de par sa nature même de corps matériel, le centre de l'Univers; son mouvement naturel est d'aller vers ce centre, où elle réside tant que rien ne vient l'en déloger. Le mouvement naturel des corps célestes, supposés être d'une espèce non matérielle, est un mouvement circulaire autour du centre de l'Univers. Il faut souligner l'importance du rôle joué dans la physique aristotélicienne par la notion de «lieu»: chaque objet occupe un lieu qui lui est propre; l'espace aristotélicien n'est donc en aucune façon homogène, puisque ses divers points ne peuvent être occupés indifféremment par n'importe quel objet. Il en ira tout autrement dans la nouvelle physique, celle de Galilée.

Au mouvement «naturel», qui ne requiert aucun agent extérieur, s'oppose le mouvement «violent», contraire à la nature du corps qui en est animé et qui ne peut donc exister que par l'effet d'un agent moteur. Une charrette, par exemple, qui se déplace le long d'une route possède un mouvement contraire à sa nature d'objet matériel (qui l'inciterait à rejoindre le centre de l'Univers); ce mouvement est donc violent et c'est le cheval qui en est l'agent moteur. Plus précisément, la vitesse d'un objet animé d'un mouvement violent est proportionnelle à la «force» dépensée par le moteur responsable du mouvement. Ce qu'on a pu appeler le «principe fondamental de la dynamique aristotélicienne» s'énonce donc ainsi: une force produit une vitesse qui lui est proportionnelle; ou encore: la vitesse d'un corps est à la mesure de la «force» qu'on lui imprime. Il faut noter que ce principe fondamental, qui sera abandonné par la nouvelle physique (où c'est l'accélération et non la vitesse d'un corps qui est proportionnelle à la force qui s'exerce sur lui), est tout à fait conforme au «sens commun»: plus le cheval tire sur la charrette, plus elle va vite; de surcroît, la charrette ne bouge pas si l'on n'exerce aucune force sur elle!

Critiques du système aristotélicien

Il ne faut pas croire que la physique d'Aristote soit universellement acceptée. Nombreux sont ceux qui, au début du XVII e siècle, mettent en cause l'enseignement aristotélicien dispensé par l'Université, reprenant à leur compte certaines objections formulées au cours des siècles précédents.
Au XIVe siècle, les membres de l'école de Paris contestent déjà le bien-fondé de cette théorie du mouvement, et plus particulièrement du mouvement des projectiles. A la même époque, Nicole Oresme s'élève contre l'idée selon laquelle le mouvement des planètes peut être induit de leur mouvement apparent depuis la Terre, supposée immobile: au contraire, d'après lui, les étoiles seraient immobiles, et la Terre en mouvement.

L'Eglise, caution de l'aristotélisme

Pendant longtemps ces critiques ne trouvent guère à s'exprimer ailleurs que dans des cercles restreints, tant est grande l'autorité d'Aristote; d'autant plus que l'Eglise, principale puissance politique et culturelle du monde occidental, après avoir combattu la cosmologie aristotélicienne, l'a finalement faite sienne au XIII e siècle. L'idée que la Terre soit au centre du monde s'accorde très bien avec le fait que Dieu se soit fait homme précisément en ce lieu. Mettre en doute l'immobilité de la Terre revient donc à combattre l'Eglise et son dogme. Ce n'est qu'au début du XVII e siècle que la critique d'Aristote prend son véritable essor, en grande partie grâce à l'imprimerie et à la diffusion des livres qui battent en brèche le monopole de l'Université en tant que source de savoir. D'aucuns osent alors formuler des hypothèses nouvelles, mais c'est celle de Copernic qui va jouer un rôle fondamental dans l'élaboration de la nouvelle physique.

Le système de Copernic

En 1543 paraît l'ouvrage de Nicolas Copernic De revolutionibus orbium coelestium, dans lequel il expose son «hypothèse» héliocentrique. Copernic, qui s'est appliqué à expliquer le mouvement des planètes, dans le cadre de la théorie aristotélicienne d'une Terre immobile, à l'aide de combinaisons de mouvements circulaires, comme le voulait la tradition, finit par perdre courage devant les complications mathématiques rencontrées. Il s'aperçoit alors que, en plaçant le centre du monde non au centre de la Terre mais au centre du Soleil, il est plus facile de ramener le mouvement des planètes à des combinaisons de mouvements simples.

Cet ouvrage, d'abord passé inaperçu, notamment aux yeux de l'Eglise, sera par la suite étudié et pris au sérieux par un certain nombre de savants, tels Giordano Bruno, Tycho Brahe et Johannes Kepler, qui, en développant les idées de Copernic, établiront la tradition de ce qui sera appelé le «système copernicien». Cependant, les arguments qu'ils présentaient à l'appui du système héliocentrique reposaient non sur une étude mathématique ou expérimentale du mouvement des corps - comme ce sera le cas chez Galilée -, mais sur une conception du monde que l'on peut qualifier de métaphysique, fondée sur les idées de «feu central» ou de «force solaire».



Le message céleste

Quelle est la position de Galilée dans le débat suscité par l'«hypothèse copernicienne»? En 1585, de retour à Florence, il entreprend des travaux scientifiques (étude de la balance hydrostatique, établissement de divers théorèmes sur le centre de gravité des solides) et littéraires (sur Dante, le Tasse et l'Arioste). En 1589, sur la recommandation de certains mathématiciens qui ont eu l'occasion d'admirer son habileté, il est nommé professeur de mathématiques à l'université de Padoue, où il restera dix-huit ans, les plus belles années de sa vie de créateur.

Galilée, qui - ses lettres le prouvent - a connaissance des travaux de Copernic, dispense cependant un enseignement d'astronomie rigoureusement conforme aux programmes officiels. L'Eglise n'ayant pas encore ouvertement pris position contre l'hypothèse héliocentrique, cette réserve ne s'explique que d'une seule façon: Galilée n'est pas encore persuadé de tenir une preuve suffisante de la réalité du mouvement de la Terre. Cependant, les choses changent radicalement à partir de la publication, en 1610, de son ouvrage Sidereus Nuncius (le Message céleste ou le Messager des étoiles), dans lequel il prend fait et cause pour les partisans de Copernic, ce qu'il ne cessera désormais de faire.

Une découverte décisive: la lunette

Le revirement de Galilée est en effet à mettre en rapport avec sa capitale découverte de la lunette astronomique. Selon le récit qu'il en fait dans le Message céleste, il a eu vent en 1609 de l'invention, aux Pays-Bas, d'un système optique capable de faire paraître plus proches des objets éloignés. Il se rend immédiatement compte de l'importance qu'il peut présenter pour les navigateurs; ayant obtenu quelques renseignements sur le nouvel objet, il entreprend d'en construire un, pensant pouvoir le vendre fort cher aux armateurs de Venise. C'est ainsi qu'à la fin de l'année 1609 il présente au Sénat de la cité un instrument permettant de distinguer des navires, nettement et en détail, deux heures avant que l'on puisse déceler leur présence à l'œil nu. Son invention n'est pas retenue, et Galilée en est réduit à faire de sa lunette un usage personnel, ce dont il ne se privera pas. Le 1 er décembre 1609, il commence une série d'observations de la Lune.

Il voit alors, de ses propres yeux, que «la Lune n'est pas entourée d'une surface lisse et polie , mais qu'elle est accidentée et inégale tout comme la surface de la Terre, recouverte de hautes élévations et de profondes cavités et anfractuosités» (Sidereus Nuncius). Puis «le septième jour de janvier, de l'an 1610, à 1 heure de la nuit, tandis que j'explorais le ciel, au moyen de la lunette, Jupiter se présenta à mes yeux: m'étant construit un instrument de haute précision, j'aperçus (ce qui ne m'est jamais arrivé précédemment, par suite de la faiblesse de l'autre lunette) trois petites étoiles», autrement dit, les satellites de Jupiter en révolution autour de la planète, tout comme la Lune autour de la Terre. Preuve que la Terre n'est pas le centre de tous les mouvements célestes et que sa nature ne diffère pas de celle de Jupiter.

La fin du géocentrisme

Tel est bien ce «message» qu'envoient les étoiles: il n'y a pas de différence de nature entre la Terre et les objets célestes; ceux-ci ne sont pas plus, ni moins, parfaits que la Terre. Les lois de la nature qui valent sur Terre (dans le monde sublunaire, comme l'on dit alors) valent aussi dans les cieux: plus rien ne justifie le géocentrisme, «privilège» dont jouit la Terre. Ce que révèle la lunette est donc, d'une part, en contradiction avec la théorie de la Terre immobile placée au centre de l'Univers et, d'autre part, en conformité avec l'hypothèse selon laquelle la Terre n'est qu'une planète parmi d'autres, tournant avec elles et comme elles autour du Soleil. Les deux hypothèses, celle de la physique traditionnelle et celle de Copernic, ne sont désormais plus équivalentes: seule l'hypothèse héliocentrique est conforme à l'observation. La conviction de Galilée repose donc sur l'évidence expérimentale et non plus, comme celle des défenseurs de Copernic, sur des raisons métaphysiques.

Un nouveau «système du monde»

Du jour au lendemain, Galilée devient un homme célèbre. Ses observations et les conclusions qu'il en a tirées font l'objet de débats animés. Lui qui, jusqu'alors, s'en était tenu à l'orthodoxie la plus stricte se met à enseigner la théorie copernicienne - apparemment sans que les autorités vénitiennes, qui font la loi à Padoue, n'en prennent ombrage. Mais Galilée désire depuis longtemps retourner à Florence, dans sa région natale. Aussi, lorsqu'un poste de professeur de mathématiques à l'université de Pise lui est proposé en 1610, l'accepte-t-il sans se rendre compte que le «libéralisme» des autorités vénitiennes n'a peut-être pas cours en Toscane.

Si Galilée accepte l'offre, c'est aussi qu'il espère disposer de plus de temps pour rédiger son «Système du monde», où il compte exposer les travaux sur la dynamique auxquels il s'est livré pendant les dix-huit années passées à Padoue. La rédaction de ce livre, sans cesse repoussée, est devenue nécessaire après la parution du Message céleste. En effet, désireux de convaincre ses contemporains de la véracité de l'hypothèse copernicienne, Galilée doit maintenant faire comprendre et expliquer pourquoi on a pu croire pendant si longtemps que la Terre était immobile. Cela ne peut se faire qu'en étudiant le mouvement des corps, et en montrant que les lois du mouvement sont ainsi faites qu'il est impossible de «sentir» et d'observer celui de la Terre. Il s'agit en somme de reprendre de façon critique l'exposé des fondements de la physique aristotélicienne et des arguments avancés par elle en faveur de l'immobilité du globe, puis d'opposer à ce «système du monde» un nouveau système qui fasse place à la mobilité de la Terre et mette en évidence les raisons pour lesquelles l'ancien a pu passer pour «vrai». De ce souci naît, après une longue période de gestation (de 1610 à 1632), le Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo (Dialogue concernant les deux principaux systèmes du monde). Ce texte, entremêlé de nombreuses digressions, présente, en particulier, la nouvelle doctrine du mouvement et constitue le fondement de la physique moderne, inaugurée par Galilée.

Le principe de relativité

Cette physique repose sur un principe unique, le principe de relativité, d'une importance fondamentale, puisque c'est sur lui que s'édifie la physique moderne. Salviati, porte-parole de Galilée dans le Dialogue, l'énonce ainsi: «Pour les objets qui se meuvent d'un mouvement uniforme, celui-ci est comme nul.» Il s'empresse de l'illustrer à l'aide d'un exemple: imaginez - dit en substance Salviati - que, sur un navire à quai à Venise, vous embarquiez des papillons et des petits poissons. Observez comment, alors que le navire est immobile, les papillons volettent de-ci de-là et les poissons, dans leur bocal, se déplacent avec autant d'aisance vers la proue du bateau que vers la poupe. Observez-les ensuite, alors que le navire vogue à sa vitesse de croisière sur la Méditerranée: leurs mouvements sont les mêmes que lorsque le bateau est immobile; les poissons et les papillons fournissent un effort équivalent pour se diriger vers l'arrière ou l'avant du bateau; le mouvement uniforme du navire est, pour les poissons et les papillons qui y participent, «comme nul».

On conçoit immédiatement ce que cette proposition a de révolutionnaire. Selon la doctrine aristotélicienne, un mouvement qui est «comme nul» est un mouvement sans vitesse, donc seul le repos est «comme nul»; dire que le mouvement des animaux est «comme nul» n'a donc strictement aucun sens. Il en va tout autrement dans la nouvelle physique, qui, en affirmant que certains mouvements (les mouvements uniformes) sont comme nuls, abolit en partie la radicale distinction qu'établit la physique aristotélicienne entre repos et mouvement. La force et la fécondité de ce principe viennent de ce qu'il est un principe d'ordre. Il affirme en effet qu'il existe sur les phénomènes de la nature - et ce, quelle que soit leur apparente complication - des points de vue identiques: il est équivalent d'observer les papillons depuis le navire à quai (autrement dit depuis la terre ferme) ou depuis le navire en mouvement uniforme. La reconnaissance de ces homologies simplifie l'étude des phénomènes physiques et permet de faire la part entre ce qui est essentiel et ce qui n'est qu'affaire de point de vue. Par la suite, la physique se développera en énonçant plusieurs principes qui, tel le principe de relativité, stipulent sous quelles opérations les lois de la physique sont inchangées, ou «invariantes». L'évolution de la physique au XX e siècle sera entièrement guidée par la recherche de principes de ce type.

Les prémices des lois de la dynamique

Galilée distingue le contingent de l'essentiel, c'est-à-dire ce qui dans le mouvement relève de la relation de causalité. Dire qu'un mouvement uniforme est «comme nul», c'est affirmer qu'il est sans cause; il peut donc se maintenir indéfiniment sans qu'aucune «force» ne s'exerce sur le mobile - tel est le fondement du principe d'inertie énoncé plus tard par Newton, mais déjà présent dans les diverses formulations de Galilée. Cela suppose également que la cause d'un mouvement n'est pas uniforme; une «force» (un «moteur», pour reprendre la terminologie aristotélicienne) produit donc un changement de mouvement - on dirait aujourd'hui une accélération. A la proportionnalité de la force et de la vitesse, «loi fondamentale» de la dynamique aristotélicienne, est substituée celle de la force et de la variation de mouvement.

Le problème de la pierre qui tombe

Après avoir exposé le principe fondamental sur lequel repose la nouvelle physique, Salviati entreprend de l'appliquer à un problème en apparence formel, mais d'une importance décisive dans le débat sur le mouvement de la Terre qui oppose aristotéliciens et coperniciens. Son énoncé est le suivant: imaginez un marin qui, du haut du mât d'un navire, lâche une pierre, sans lui communiquer la moindre impulsion; on suppose que le bateau vogue à vitesse uniforme. Question: la pierre tombe-t-elle en avant, au pied, ou en arrière du mât?

La réponse que Simplicio, interprète des aristotéliciens dans le Dialogue, s'empresse de fournir est: la pierre tombe en arrière du mât. En effet, raisonne-t-il, pendant que la pierre parcourt à la verticale la distance qui sépare le haut du mât de son pied, le bateau (et le pied du mât) avance; la pierre, en arrivant sur le pont, se retrouve donc «en arrière» du pied du mât. Ce raisonnement est faux, rétorque Salviati. En effet, la pierre, comme les papillons et les poissons de tout à l'heure, s'inscrit dans le mouvement d'avancée du navire; or, en vertu du principe de relativité, ce mouvement est «comme nul». Autrement dit, les choses se passent à bord du navire en mouvement de la même façon que s'il était immobile: les deux positions du bateau représentent des points de vue similaires sur le déroulement du processus; dans les deux cas, la pierre tombe au pied du mât.

La Terre n'est plus immobile

L'importance de ce problème s'explique par le fait qu'il servait traditionnellement à justifier l'immobilité supposée de la Terre. En effet, disait-on, celle-ci est comme un navire; remplaçons le mât de ce navire par une haute tour: une pierre lâchée du haut de cette tour devrait, si la Terre est en mouvement, tomber «à l'arrière» du pied de la tour, tout comme la pierre tombe, pour les aristotéliciens, «à l'arrière» du pied du mât. Or chacun peut constater qu'une pierre lâchée du haut d'une tour tombe exactement au pied de celle-ci. Cette démonstration permettait donc aux aristotéliciens de conclure qu'ils avaient là une preuve expérimentale irréfutable de l'immobilité de la Terre.

C'est ce raisonnement que Galilée réfute en appliquant son principe de relativité. En effet, le fait «expérimental» de la chute de la pierre au pied de la tour ne prouve strictement rien; en vertu du principe de relativité, que la Terre soit ou ne soit pas immobile, les choses se passeront toujours de la même façon: la pierre tombera au pied de la tour. La réfutation est subtile. L'argumentation consiste essentiellement à démontrer que si la Terre tourne, rien ne nous permet de le «sentir»: toute tentative pour mettre en évidence ce mouvement ne peut qu'échouer. Rien d'étonnant dans ces conditions que la Terre ait pu passer, pendant des siècles, pour immobile; mais, dit Galilée, cela ne prouve nullement qu'elle le soit. En d'autres termes, les aristotéliciens sont libres de nier le mouvement de la Terre, mais ils ne peuvent plus avancer comme preuve de ce qu'ils affirment le fait qu'une pierre lâchée du haut d'une tour tombe à son pied. Par ailleurs, étant donné que les observations effectuées à l'aide de la lunette montrent à l'évidence que la Terre et les corps célestes ne sont pas d'une nature différente, rien ne s'oppose plus à ce que la Terre soit elle aussi en mouvement.

Naissance de la physique mathématique

Le Dialogue a ceci de remarquable que les arguments relatifs au mouvement des corps (et en particulier à leur chute) y sont délibérément mêlés à des considérations cosmologiques: l'étude des lois qui, sur Terre, régissent le mouvement des papillons et des petits poissons sert aussi à penser la structure cosmologique du monde. La distinction aristotélicienne entre monde sublunaire, règne du périssable et de l'altérable, et monde lunaire, lieu des corps célestes impérissables et inaltérables, a vécu, et avec elle l'idée que les corps puissent occuper des lieux «naturels», déterminés par leur composition intime: à l'espace pittoresque de la physique ancienne s'est substitué un espace homogène, tel qu'on le conçoit aujourd'hui, où, pour tous les objets, tous les lieux sont équivalents.

Une vision mathématique du monde

La physique de Galilée sonne également le glas de la distinction établie par Aristote entre mathématiques et philosophie naturelle. En effet, dire que les lois auxquelles sont soumis les corps célestes sont également celles qui régissent le mouvement des corps terrestres, c'est affirmer que l'astronome ne peut plus se satisfaire d'expliquer les phénomènes à l'aide de calculs reposant sur quelque hypothèse saugrenue: il lui faut désormais justifier des fondements de ses calculs en les confrontant à la réalité des phénomènes observables ici-bas, sur la Terre. De même, le philosophe ne peut plus se contenter d'expliquer pourquoi les choses se passent comme elles le font en invoquant des «principes» inhérents à leur nature; il lui faut soumettre le comportement des objets terrestres au calcul. Le philosophe doit se faire mathématicien, tout comme le mathématicien doit devenir philosophe. Galilée marque donc le moment où la physique moderne naît de l'union de deux disciplines antérieurement séparées: la philosophie naturelle et les mathématiques. Ainsi faut-il entendre sa phrase célèbre selon laquelle le livre de la nature est écrit en langage mathématique.

L'étude du mouvement uniformément accéléré
Bien avant la publication du Message céleste, Galilée s'est assigné pour tâche de comprendre la chute des corps more geometrico, c'est-à-dire en termes mathématiques. On retrouve dans son dernier ouvrage, Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze (Discours concernant deux sciences nouvelles), un écho de ces préoccupations. Au début de la troisième journée du Discours (qui est en réalité un dialogue, mettant en scène les mêmes personnages que ceux du Dialogue), Salviati, qui tient en main l'un des premiers écrits de Galilée (De motu locali, publié à Padoue en 1590), annonce: «Je me propose de fonder une très nouvelle science relative à un sujet très ancien . Des observations superficielles ont été faites, comme le fait que le mouvement naturel d'un corps pesant en train de tomber est continuellement accéléré. Mais dans quelle mesure exacte se produit cette accélération est ce qui n'a pas été dit; pour autant que je sache, personne jusqu'à présent n'a fait remarquer que les distances traversées, pendant des intervalles de temps égaux, par un corps tombant à partir du repos sont entre elles dans le même rapport que les nombres impairs successifs à partir de l'unité.»

Galilée est donc à la recherche d'une représentation quantitative de l'accélération et, de manière plus générale, du mouvement uniformément accéléré. Suit alors sa fameuse définition de la vitesse instantanée comme passage à la limite, à partir de la notion «commune» de vitesse, en faisant tendre les intervalles de temps vers zéro - définition qui, parce qu'elle se fonde sur l'infiniment petit, préfigure l'introduction du calcul infinitésimal dans la science occidentale.

L'affrontement avec l'Eglise

Si vingt-deux années, de 1610 à 1632, séparent la publication du Message céleste de celle du Dialogue, c'est essentiellement pour des raisons «politiques». Quelque temps après son retour à Florence, en 1611, Galilée, désireux de donner à ses découvertes astronomiques un plus grand éclat, se rend à Rome, où il est reçu paternellement par le pape et le Collège romain des Jésuites. Mais de tels encouragements ne font qu'attiser la haine des adversaires du «nouveau système», plus nombreux que ne le croit peut-être Galilée lui-même. Toujours est-il que, encouragé par les divers appuis dont il bénéficie, il ose même affirmer que les récits bibliques ne doivent en aucune façon intervenir dans les débats relatifs à la nature, laquelle exige pour sa compréhension la connaissance du langage des mathématiques.
C'en est plus que ne peut supporter le parti des dévots. A la suite de diverses intrigues de cour, Galilée est convoqué à Rome devant le Saint-Office, le 24 février 1616.
L'ouvrage de Copernic est mis à l'Index et Galilée reçoit l'injonction de se taire. Blessé moralement, il se réfugie dans l'étude et la rédaction du Dialogue. Il croit pouvoir sortir de sa retraite en 1623 lorsque est élu pape le cardinal Maffeo Barberini, qui jusqu'à présent l'a toujours soutenu. Mais, raison d'Etat aidant, le nouveau pape le convoque pour lui signifier que, en dépit de l'admiration qu'il lui porte, et compte tenu du fait que les hérétiques sont pour la plupart des partisans de Copernic, la tolérance de l'Eglise a des limites. Galilée négocie alors la possibilité de publier son Dialogue, où doivent être exposées en toute objectivité les deux thèses en présence. L'ouvrage paraît en 1632. Mais on fait remarquer au pape que ses recommandations n'ont pas été observées: dans le Dialogue, le beau rôle est donné à Salviati-Galilée, alors que Simplicio, l'aristotélicien, est souvent tourné en ridicule. Le pape se voit contraint d'instruire le procès de Galilée. Néanmoins, grâce aux nombreux appuis dont il dispose, celui-ci sera «seulement» condamné à signer une rétractation, puis assigné à résidence à Arcetri, village des alentours de Florence. C'est là que, en dépit d'une cécité grandissante, il rédige le Discours concernant deux sciences nouvelles, qu'il réussit à faire publier aux Pays-Bas en 1638.
Galilée meurt le 9 janvier 1642.