Riccioli ได้รับการยกย่องว่าเป็นบุคคลแรกที่วัดความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของวัตถุที่ตกลงมาได้อย่างแม่นยำ^{[ 10 ]}หนังสือเล่มที่ 2 และ 9 ของNew Almagest Riccioli ได้รวมการอภิปรายที่สำคัญและรายงานการทดลองที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ตกลงมาและลูกตุ้ม

เขาสนใจลูกตุ้มในฐานะเครื่องมือวัดเวลาที่แม่นยำ โดยการนับจำนวนครั้งที่ลูกตุ้มแกว่งไปมาระหว่างการเคลื่อนผ่านของดาวฤกษ์บางดวง ริชชิโอลีสามารถตรวจสอบได้จากการทดลองว่าคาบการแกว่งของลูกตุ้มที่มีแอมพลิจูดเล็กน้อยนั้นคงที่ภายในสองครั้งจาก 3212 ครั้ง (0.062%) เขายังรายงานด้วยว่าคาบการแกว่งของลูกตุ้มจะเพิ่มขึ้นหากแอมพลิจูดของการแกว่งเพิ่มขึ้นเป็น 40 องศา เขาพยายามพัฒนาลูกตุ้มที่มีคาบการแกว่งหนึ่งวินาทีอย่างแม่นยำ ซึ่งลูกตุ้มดังกล่าวจะแกว่งครบ 86,400 ครั้งใน 24 ชั่วโมง เขาได้ทดสอบโดยตรงสองครั้ง โดยใช้ดาวฤกษ์เป็นตัวกำหนดเวลาและจัดตั้งทีมเพื่อนร่วมงานเยซูอิตเก้าคนเพื่อนับการแกว่งและรักษาแอมพลิจูดของการแกว่งเป็นเวลา 24 ชั่วโมง ผลลัพธ์ที่ได้คือลูกตุ้มที่มีคาบการแกว่งภายใน 1.85% และ 0.69% ของค่าที่ต้องการ และริชชิโอลียังพยายามปรับปรุงค่าหลังให้ดียิ่งขึ้นไปอีก ลูกตุ้มวินาทีถูกใช้เป็นมาตรฐานในการสอบเทียบลูกตุ้มที่มีคาบเวลาต่างกัน Riccioli กล่าวว่าสำหรับการวัดเวลา ลูกตุ้มไม่ใช่เครื่องมือที่เชื่อถือได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการอื่น ๆ แล้ว ลูกตุ้มเป็นเครื่องมือที่เชื่อถือได้อย่างมาก^{[ 11 ]}

ด้วยลูกตุ้มสำหรับจับเวลา (บางครั้งเสริมด้วยคณะนักบวชเยซูอิตที่ร้องเพลงตามจังหวะลูกตุ้มเพื่อให้ได้ยินเสียงจับเวลา) และโครงสร้างสูงในรูปทรงของหอคอยTorre de Asinelli ในโบโลญญา สำหรับปล่อยวัตถุลงมา Riccioli จึงสามารถทำการทดลองที่แม่นยำกับวัตถุที่ตกลงมาได้ เขาตรวจสอบแล้วว่าวัตถุที่ตกลงมาเป็นไปตาม กฎ "เลขคี่" ของ กาลิเลโอกล่าวคือ ระยะทางที่วัตถุที่ตกลงมาเคลื่อนที่ได้จะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของกำลังสองของเวลาที่ตกลงมา ซึ่งบ่งชี้ถึงความเร่งคงที่^{[ 12 ]}ตามที่ Riccioli กล่าว วัตถุที่ตกลงมาซึ่งปล่อยจากหยุดนิ่งจะเคลื่อนที่ได้ 15 ฟุตโรมัน (4.44  เมตร) ในหนึ่งวินาที 60 ฟุต (17.76  เมตร) ในสองวินาที 135 ฟุต (39.96  เมตร) ในสามวินาที เป็นต้น^{[ 13 ]}นักบวชเยซูอิตคนอื่นๆ เช่น Cabeo ที่กล่าวถึงข้างต้น ได้โต้แย้งว่ากฎนี้ยังไม่ได้รับการพิสูจน์อย่างเข้มงวด^{[ 14 ]}ผลการวิจัยของเขาแสดงให้เห็นว่า แม้ว่าวัตถุที่ตกลงมาโดยทั่วไปจะแสดงความเร่งคงที่ แต่ก็มีความแตกต่างกันตามน้ำหนัก ขนาด และความหนาแน่น Riccioli กล่าวว่า หากวัตถุหนักสองชิ้นที่มีน้ำหนักต่างกันถูกปล่อยลงมาจากความสูงเดียวกันพร้อมกัน วัตถุที่หนักกว่าจะตกลงมาได้เร็วกว่า ตราบใดที่มันมีความหนาแน่นเท่ากันหรือมากกว่า หากวัตถุทั้งสองมีน้ำหนักเท่ากัน วัตถุที่มีความหนาแน่นมากกว่าจะตกลงมาได้เร็วกว่า

ตัวอย่างเช่น ในการปล่อยลูกบอลไม้และลูกบอลตะกั่วที่มีน้ำหนัก 2.5 ออนซ์เท่ากัน ริชชิโอลีพบว่าเมื่อลูกบอลตะกั่วเคลื่อนที่ไปได้ 280 ฟุตโรมัน ลูกบอลไม้จะเคลื่อนที่ไปได้เพียง 240 ฟุต (ตารางในNew Almagestมีข้อมูลเกี่ยวกับการปล่อยลูกบอลเป็นคู่ 21 ครั้ง) เขาอธิบายความแตกต่างดังกล่าวว่าเป็นผลมาจากอากาศ และตั้งข้อสังเกตว่าต้องพิจารณาความหนาแน่นของอากาศเมื่อจัดการกับวัตถุที่ตกลงมา^{[ 15 ]}เขาแสดงให้เห็นถึงความน่าเชื่อถือของการทดลองของเขาโดยการให้คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับวิธีการดำเนินการ เพื่อให้ทุกคนสามารถทำซ้ำได้^{[ 16 ]}พร้อมด้วยแผนภาพของ Torre de Asinelli ที่แสดงความสูง ตำแหน่งการปล่อย ฯลฯ^{[ 17 ]}

ริชชิโอลีตั้งข้อสังเกตว่า แม้ความแตกต่างเหล่านี้จะขัดแย้งกับคำกล่าวอ้างของกาลิเลโอที่ว่าลูกบอลที่มีน้ำหนักต่างกันจะตกลงมาในอัตราเดียวกัน แต่ก็เป็นไปได้ที่กาลิเลโอจะสังเกตเห็นการตกของวัตถุที่ทำจากวัสดุเดียวกันแต่มีขนาดต่างกัน เพราะในกรณีนั้น ความแตกต่างของเวลาในการตกของลูกบอลทั้งสองลูกจะน้อยกว่ามาก หากลูกบอลมีขนาดเท่ากันแต่ทำจากวัสดุต่างกัน หรือมีน้ำหนักเท่ากันแต่มีขนาดต่างกัน เป็นต้น และความแตกต่างนั้นจะไม่ปรากฏให้เห็นเว้นแต่จะปล่อยลูกบอลจากความสูงมาก^{[ 18 ]}ในขณะนั้น มีหลายคนแสดงความกังวลเกี่ยวกับแนวคิดของกาลิเลโอเกี่ยวกับการตกของวัตถุ โดยโต้แย้งว่าจะเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกแยะความแตกต่างเล็กน้อยในเวลาและระยะทางที่จำเป็นในการทดสอบแนวคิดของกาลิเลโออย่างเพียงพอ หรือรายงานว่าการทดลองไม่สอดคล้องกับการคาดการณ์ของกาลิเลโอ หรือบ่นว่าไม่มีอาคารสูงที่เหมาะสมและมีเส้นทางการตกที่ชัดเจนเพื่อทดสอบแนวคิดของกาลิเลโออย่างละเอียด ในทางตรงกันข้าม ริชชิโอลีสามารถแสดงให้เห็นว่าเขาได้ทำการทดลองซ้ำๆ อย่างสม่ำเสมอและแม่นยำในสถานที่ที่เหมาะสม^{[ 19 ]}ดังนั้น ตามที่ DB Meli ตั้งข้อสังเกตไว้

การทดลองที่แม่นยำของ Riccioli เป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 17 และช่วยสร้างฉันทามติเกี่ยวกับความเพียงพอเชิงประจักษ์ของงานของ Galileo ในบางแง่มุม โดยเฉพาะอย่างยิ่งกฎเลขคี่และแนวคิดที่ว่าวัตถุหนักจะตกลงมาด้วยความเร่งที่คล้ายคลึงกัน และความเร็วไม่ได้เป็นสัดส่วนกับน้ำหนัก ความเห็นพ้องที่จำกัดของเขากับ Galileo มีความสำคัญ เนื่องจากมาจากผู้อ่านที่ไม่เห็นด้วย ซึ่งถึงกับรวมข้อความประณาม Galileo ไว้ในสิ่งพิมพ์ของตนเองด้วย^{[ 20 ]}

ริชชิโอลีและกริมัลดีศึกษาดวงจันทร์อย่างละเอียด โดยกริมัลดีได้วาดแผนที่ของดวงจันทร์ เนื้อหานี้รวมอยู่ในหนังสือเล่มที่ 4 ของNew Almagest ^{[ 21 ]}แผนที่ของกริมัลดีนั้นอิงจากงานก่อนหน้านี้ของโยฮันเนส เฮเวลิอุสและ ไมเคิ ลฟาน ลังเกรนในแผนที่ฉบับหนึ่ง ริชชิโอลีได้ตั้งชื่อให้กับลักษณะทางภูมิศาสตร์ของดวงจันทร์ ซึ่งชื่อเหล่านี้เป็นพื้นฐานของระบบการตั้งชื่อลักษณะทางภูมิศาสตร์ของดวงจันทร์ที่ยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่นMare Tranquillitatis (ทะเลแห่งความสงบสุข สถานที่ลงจอดของ ยานอวกาศ Apollo 11ในปี 1969) ได้รับชื่อมาจากริชชิโอลี ริชชิโอลีตั้งชื่อพื้นที่ขนาดใหญ่บนดวงจันทร์ตามสภาพอากาศ เขาตั้งชื่อหลุมอุกกาบาตตามชื่อนักดาราศาสตร์ที่มีชื่อเสียง โดยจัดกลุ่มตามปรัชญาและช่วงเวลา^{[ 22 ]}แม้ว่าริชชิโอลีจะปฏิเสธทฤษฎีโคเปอร์นิคัส แต่เขาก็ตั้งชื่อหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์ที่โดดเด่นแห่ง หนึ่งว่า "โคเปอร์นิคัส"และตั้งชื่อหลุมอุกกาบาตสำคัญอื่นๆ ตามชื่อผู้สนับสนุนทฤษฎีโคเปอร์นิคัสคนอื่นๆ เช่นเคปเลอร์กาลิเลโอและแลนส์เบอร์กิอุสเนื่องจากหลุมอุกกาบาตที่เขาและกริมัลดีตั้งชื่อตามตัวเองนั้นอยู่ในบริเวณใกล้เคียงกับหลุมอุกกาบาตเหล่านี้ ในขณะที่หลุมอุกกาบาตที่ตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์นิกายเยซูอิตคนอื่นๆ นั้นอยู่ในส่วนอื่นของดวงจันทร์ ใกล้กับหลุมอุกกาบาตที่โดดเด่นมากซึ่งตั้งชื่อตามไทโคบราเฮ การตั้งชื่อดวงจันทร์ของริชชิโอลีจึงถูกมองว่าเป็นการแสดงออกถึงความเห็นอกเห็นใจต่อทฤษฎีโคเปอร์นิคัสโดยปริยาย ซึ่งในฐานะที่เป็นนิกายเยซูอิต เขาไม่สามารถสนับสนุนทฤษฎีนี้อย่างเปิดเผยได้^{[ 23 ]}อย่างไรก็ตาม ริชชิโอลีกล่าวว่าเขาทำให้พวกโคเปอร์นิคัสทั้งหมดตกอยู่ในสถานการณ์ที่วุ่นวาย ( Oceanus Procellarum ) ^{[ 24 ]}อีกหนึ่งลักษณะเด่นของแผนที่คือ Riccioli ได้ระบุอย่างชัดเจนว่าดวงจันทร์ไม่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ ซึ่งขัดแย้งกับการคาดการณ์เกี่ยวกับดวงจันทร์ที่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ ซึ่งปรากฏอยู่ในผลงานของ Nicholas of Cusa, Giordano Bruno และแม้แต่ Kepler และจะยังคงปรากฏอยู่ในผลงานของนักเขียนรุ่นหลัง เช่นBernard de FontenelleและWilliam Herschel ^{[ 25 ] [ 26 ]}

ส่วนสำคัญของNew Almagest (เล่ม 9 ซึ่งประกอบด้วย 343 หน้า) อุทิศให้กับการวิเคราะห์คำถามเกี่ยวกับระบบโลก: จักรวาลมีศูนย์กลางอยู่ที่โลกหรือดวงอาทิตย์? โลกเคลื่อนที่หรืออยู่นิ่ง? เอ็ดเวิร์ด แกรนต์ นักประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ได้อธิบายเล่ม 9 ว่าเป็นการวิเคราะห์คำถามนี้ที่ "ยาวที่สุด ลึกซึ้งที่สุด และมีอำนาจมากที่สุด" โดย "ผู้เขียนคนใดก็ตามในศตวรรษที่ 16 และ 17" ^{[ 27 ]}ในความคิดเห็นของเขา ดูเหมือนว่าจะเหนือกว่าแม้แต่Dialogue Concerning the Two Chief World Systems — Ptolemaic and Copernican ของกา ลิเลโอเสียอีก อันที่จริง นักเขียนคนหนึ่งเพิ่งอธิบายเล่ม 9 ว่าเป็น "หนังสือที่กาลิเลโอควรจะเขียน" ^{[ 28 ]}ภายในเล่ม 9 ริชชิโอลีได้อภิปรายข้อโต้แย้ง 126 ข้อเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของโลก — 49 ข้อที่เห็นด้วยและ 77 ข้อที่ไม่เห็นด้วย สำหรับ Riccioli คำถามไม่ได้อยู่ที่ระบบโลกศูนย์กลางโลกของปโตเลมีกับระบบโลกศูนย์กลางดวงอาทิตย์ของโคเปอร์นิคัส เพราะกล้องโทรทรรศน์ได้ล้มล้างระบบของปโตเลมีไปแล้ว คำถามอยู่ที่ระบบโลกศูนย์กลางโลก-ดวงอาทิตย์ที่พัฒนาโดยไทโค บราเฮในช่วงทศวรรษ 1570 ^{[ 29 ]} (ซึ่งดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดวงดาวโคจรรอบโลกที่อยู่กับที่ ในขณะที่ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์ – บางครั้งเรียกว่าระบบ "ศูนย์กลางโลก-ดวงอาทิตย์" หรือ "ระบบไฮบริด") กับระบบของโคเปอร์นิคัส ดังที่ภาพประกอบหน้าแรกของNew Almagestแสดงให้เห็น (ดูรูปด้านขวา) Riccioli ชื่นชอบระบบของไทโค บราเฮในเวอร์ชันที่ปรับปรุงแล้ว นี่คือวิธีที่เขาอธิบายระบบที่ "ผุดขึ้นมาในใจ" ของเขาเมื่อเขาอยู่ในปาร์มา : "มันมีทุกอย่างเหมือนกับระบบของไทโค ยกเว้นวงโคจรของดาวเสาร์และดาวพฤหัสบดี สำหรับผมแล้ว ศูนย์กลางของพวกมันไม่ใช่ดวงอาทิตย์ แต่เป็นโลกเอง" ^{[ 30 ]}

นักเขียนหลายคนอ้างอิงถึงการวิเคราะห์ของ Riccioli และข้อโต้แย้ง 126 ข้อ อย่างไรก็ตาม การแปลข้อโต้แย้งของNew Almagestและการอภิปรายข้อโต้แย้งในระดับใด ๆ โดยนักเขียนสมัยใหม่นั้นหายาก มีเพียงข้อโต้แย้ง 3 ข้อจาก 126 ข้อเท่านั้นที่มีการแปลและการอภิปรายที่พร้อมใช้งาน^{[ 31 ]}ข้อโต้แย้งเหล่านี้ ได้แก่ ข้อแรก ข้อโต้แย้งที่ Riccioli เรียกว่า "ข้อโต้แย้งทางฟิสิกส์-คณิตศาสตร์" ซึ่งเกี่ยวข้องกับข้อสันนิษฐานข้อหนึ่งของกาลิเลโอ ข้อที่สอง ข้อโต้แย้งที่อิงจากสิ่งที่ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ " ปรากฏการณ์โคริโอลิส " และข้อที่สาม ข้อโต้แย้งที่อิงจากลักษณะของดาวที่มองเห็นผ่านกล้องโทรทรรศน์ในสมัยนั้น

ข้อโต้แย้งเรื่อง "ปรากฏการณ์โคริโอลิส"

ริชชิโอลีแย้งว่าการหมุนของโลกควรปรากฏให้เห็นในวิถีการเคลื่อนที่ของกระสุนปืนใหญ่ เพราะบนโลกที่หมุน พื้นดินจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่แตกต่างกันในละติจูดต่างๆ เขาเขียนว่า

ถ้าลูกบอลถูกยิงไปตามเส้นเมริเดียนไปยังขั้วโลก (แทนที่จะไปทางทิศตะวันออกหรือทิศตะวันตก) การเคลื่อนที่ตามรอบวันจะทำให้ลูกบอลถูกพัดพาไป [นั่นคือวิถีการเคลื่อนที่ของลูกบอลจะเบี่ยงเบน] โดยที่ปัจจัยอื่นๆ คงที่: เพราะบนเส้นละติจูดที่ใกล้ขั้วโลก พื้นดินจะเคลื่อนที่ช้ากว่า ในขณะที่บนเส้นละติจูดที่ใกล้เส้นศูนย์สูตร พื้นดินจะเคลื่อนที่เร็วกว่า^{[ 37 ]}

ดังนั้น หากปืนใหญ่เล็งตรงไปยังเป้าหมายทางทิศเหนือและยิงกระสุน กระสุนนั้นจะตกกระทบเป้าหมายไปทางทิศตะวันออก (ขวา) เล็กน้อย เนื่องจากการหมุนของโลก^{[ 38 ]}แต่ถ้าปืนใหญ่ถูกยิงไปทางทิศตะวันออก จะไม่มีการเบี่ยงเบน เนื่องจากทั้งปืนใหญ่และเป้าหมายจะเคลื่อนที่ในระยะทางเดียวกันในทิศทางเดียวกัน ริชชิโอลีกล่าวว่าพลปืนใหญ่ที่เก่งที่สุดสามารถยิงกระสุนเข้าไปในปากกระบอกปืนใหญ่ของศัตรูได้ หากมีการเบี่ยงเบนในลักษณะนี้ในการยิงไปทางทิศเหนือ พวกเขาคงตรวจพบมันแล้ว ริชชิโอลีโต้แย้งว่าการไม่มีผลกระทบนี้บ่งชี้ว่าโลกไม่ได้หมุน เขาถูกต้องในการให้เหตุผลของเขา เพราะผลกระทบที่เขาอธิบายนั้นเกิดขึ้นจริง ปัจจุบันเป็นที่รู้จักกันในชื่อปรากฏการณ์โคริโอลิสตามชื่อของนักฟิสิกส์ในศตวรรษที่ 19 กัสปาร์ด-กุสตาฟ โคริโอลิส (1792–1843) ^{[ 39 ]}อย่างไรก็ตาม การเบี่ยงเบนไปทางขวา^{[ 40 ]}เกิดขึ้นจริงโดยไม่คำนึงถึงทิศทางที่ปืนใหญ่ชี้ไป (จำเป็นต้องมีความเข้าใจทางฟิสิกส์ที่พัฒนามากกว่าที่มีอยู่ในสมัยของริชชิโอลีเพื่ออธิบายเรื่องนี้) ^{[ 41 ]}อย่างไรก็ตาม ผลกระทบนั้นเล็กเกินกว่าที่พลปืนใหญ่ในสมัยนั้นจะตรวจจับได้