伽利略在帕多瓦大学工作的18年间,最初把主要精力放在他一直感兴趣的力学研究方面,他发现了物理上重要的现象——物体运动的惯性；做过有名的斜面实践,总结了物体下落的距离与所经过的时间之间的数量关系；他还研究了炮弹的运动,奠定了抛物线理论的基础；关于加速度这个概念,也是他第一个明确提出的: 甚至为了测量病人发烧时体温的升高,这位著名的物理学家还在1593年发明了第一支空气温度计……但是,一个偶然的事件,使伽利略改变了研究方向．他从力学和物理学的研究转向广漠无垠的茫茫太空了。

那是1604年的冬天,在南方的天空突然出现一颗异常明亮的星星,这颗宇宙的不速之客吸引着许多人的注意,而后又在第二年的秋天神秘地消失．人们不禁提出一连串的疑问,这是一颗什么样的星? 它从哪里来,又到哪里去? 夜空中的点点繁星究竟是按照怎样的规律运动的? 但是,所有这些问题,谁也说不清楚。

伽利略每天晚上都在观察着那颗神秘的星辰,只要天气晴朗,他是决不放过这千载难逢的机会的．他的脑海也不断浮想出许许多多问题,他越来越感到,人类对宇宙的秘密了解得太少了。

但是,光凭肉眼观察毕竟是有限的,当时还没有发明望远镜．伽利略一直在想,能不能想办法使人的视力更加锐敏,更加扩展,像神话中的千里眼那样可以看清遥远的星星呢?

转眼到了1609年6月,伽利略听到一个消息,说是荷兰有个眼镜商人利帕希在一偶尔的发现中,用一种镜片看见了远处肉眼看不见的东西．“这难道不正是我需要的千里眼吗? ”伽利略非常高兴．不久,伽利略的一个学生从巴黎来信,进一步证实这个消息的准确性,信中说尽管不知道利帕希是怎样做的,但是这个眼镜商人肯定是制造了一个镜管,用它可以使物体放大许多倍。

“镜管! ”伽利略把来信翻来覆去看了好几遍,急忙跑进他的实验室．他找来纸和鹅管笔,开始画出一张又一张透镜成像的示意图．伽利略由镜管这个提示受到启发,看来镜管能够放大物体的秘密在于选择怎样的透镜,特别是凸透镜和凹透镜如何搭配．他找来有关透镜的资料,不停地进行计算,忘记了暮色爬上窗户,也忘记了曙光是怎样射进房间。

整整一个通宵,伽利略终于明白,把凸透镜和凹透镜放在一个适当的距离,就像那个荷兰人看见的那样,遥远的肉眼看不见的物体经过放大也能看清了。

伽利略非常高兴．他顾不上休息,立即动手磨制镜片,这是一项很费时间又需要细心的活儿．他一连干了好几天,磨制出一对对凸透镜和凹透镜,然后又制作了一个精巧的可以滑动的双层金属管．现在,该试验一下他的发明了。

伽利略小心翼翼地把一片大一点的凸透镜安在管子的一端,另一端安上一片小一点的凹透镜,然后把管子对着窗外．当他从凹透镜的一端望去时,奇迹出现了,那远处的教堂仿佛近在眼前,可以清晰地看见钟楼上的十字架,甚至连一只在十字架上落脚的鸽子也看得非常逼真。

伽利略制成望远镜的消息马上传开了．“我制成望远镜的消息传到威尼斯”,在一封写给妹夫的信里,伽利略写道: “一星期之后,就命我把望远镜呈献给议长和议员们观看,他们感到非常惊奇．绅士和议员们,虽然年纪很大了,但都按次序登上威尼斯的最高钟楼,眺望远在港外的船只,看得都很清楚；如果没有我的望远镜,就是眺望两个小时,也看不见．这仪器的效用可使50 英里的以外的物体,看起来就像在5 英里以内那样．”

伽利略发明的望远镜,经过不断改进,放大率提高到30 倍以上,能把实物放大1000 倍．现在,他犹如有了千里眼,可以窥探宇宙的秘密了。

这是天文学研究中具有划时代意义的一次革命,几千年来天文学家单靠肉眼观察日月星辰的时代结束了,代之而起的是光学望远镜,有了这种有力的武器,近代天文学的大门被打开了。

现在,每当星光灿烂或是皓月当空的夜晚,伽利略便把他的望远镜瞄准深邃遥远的苍穹,不顾疲劳和寒冷,夜复一夜地观察着。

过去,人们一直以为月亮是个光滑的天体,像太阳一样自身发光．但是伽利略透过望远镜发现,月亮和我们生存的地球一样,有高峻的山脉,也有低凹的洼地(当时伽利略称它是“海”)．他还从月亮上亮的和暗的部分的移动,发现了月亮自身并不能发光,月亮的光是从太阳那里得来的。

伽利略又把望远镜对准横贯天穹的银河,以前人们一直认为银河是地球上的水蒸汽凝成的白雾,亚里斯多德就是这样认为的．伽利略决定用望远镜检验这一说法是否正确．他用望远镜对准夜空中雾蒙蒙的光带,不禁大吃一惊,原来那根本不是云雾,而是千千万万颗星星聚集一起．伽利略还观察了天空中的斑斑云彩——即通常所说的星团,发现星团也是很多星体聚集一起,像猎户座星团、金牛座的昂星团、蜂巢星团都是如此。

伽利略的望远镜揭开了一个又一个宇宙的秘密,他发现了木星周围环绕着它运动的卫星,还计算了它们的运行周期．现在我们知道,木星共有14颗卫星,伽利略所发现的是其中最大的四颗．除此之外,伽利略 还用望远镜观察到太阳的黑子,他通过黑子的移动现象推断,太阳也是在转动的。

一个又一个振奋人心的发现,足使伽利略动笔写一本最新的天文学发现的书,他要向全世界公布他的观测结果．1910年3月,伽利略的著作《星际使者》在威尼斯出版,立即在欧洲引起轰动。

但是,他没有想到,望远镜揭开的宇宙的秘密大大触怒了很多人,一场可怕的厄运即将降临在这位杰出的科学家的头上。