到1615年，尼古拉·洛里尼神父将伽利略关于日心说的着作提交给罗马宗教裁判所，指控伽利略和他的追随者试图重新解释《圣经》，这被视为违反了特伦特议会的规定，并带有新教的倾向。洛里尼特别引用了伽利略给卡斯特利的信。
1616年初，弗朗切斯科·英戈里（Francesco Ingoli）向伽利略发送了一篇关于哥白尼体系的论文，提出了反对日心说的十八种物理和数学论证。这篇论文主要借鉴了第谷·布拉赫的观点，特别是关于恒星大小的问题。英戈利认为，日心说中恒星的距离非常大，这“显然证明了……恒星的大小如此之大，因为它们可能超过或等于地球自身轨道的大小”。
1616年2月，宗教裁判所成立了一个调查委员会，审查日心说的科学和神学依据。委员会宣布，日心说是“哲学上的愚蠢和荒谬，由于在许多地方明显地与《圣经》的意义相矛盾，因此是正式的异端”。宗教裁判所进一步裁定，地球运动的思想“在哲学上接受了相同的判断，并且……在神学真理方面……至少在信仰上是错误的”。
这一裁决对伽利略产生了重大影响。尽管他在随后的几年中继续进行科学研究，但他的日心说观点受到了严格限制。1632年，伽利略出版了《关于两个主要世界体系的对话》，再次扞卫日心说，结果被宗教裁判所审判，被迫撤回其观点，并被判处终身软禁。
在1633年，伽利略面临了宗教裁判所的审判，这一事件标志着他与罗马教会关系的彻底破裂。在此之前，尽管教皇乌尔班八世曾要求伽利略在《关于两个主要世界体系的对话》中公正呈现日心说与地心说的争论，并避免明确支持日心说，但伽利略的着作仍被视为对教会教义构成了挑战。乌尔班八世本人在此前对伽利略抱有友好态度，但随着时间的推移，他逐渐沉迷于宫廷阴谋和国家事务，对可能威胁到自己生命和地位的迫害感到担忧。
在这种背景下，伽利略的敌人以及法院内部的一些人士开始利用教皇的这种不安情绪，将伽利略的问题提上了议程。他们指责伽利略在扞卫教会教义方面无能为力，甚至可能是在暗中破坏教会的权威。乌尔班八世在愤怒和恐惧的驱使下，对伽利略做出了严厉的判决。
伽利略被认定为“强烈怀疑异端的人”，尽管他从未被正式指控为异端，但仍被要求放弃并诅咒那些与圣经相悖的日心说观点。他被判处正式监禁，但随后被减为软禁，这一判决意味着他将余生都生活在罗马教会的严密监视之下。此外，他的《关于两个主要世界体系的对话》被禁止出版，同时教会还禁止他发表任何新的作品。
在软禁期间，伽利略并未放弃对科学的追求。他将自己的时间献给了《两本新科学》的创作，这部着作总结了他四十年来的研究成果，涉及运动学和材料强度等科学领域。尽管这本书在荷兰出版以避开审查，但它仍然得到了广泛的赞誉，包括来自爱因斯坦的高度评价。
伽利略的遭遇反映了当时科学与宗教之间的紧张关系，以及个人在面对强大权力机构时所面临的困境。他的坚持和勇气为后来的科学家树立了榜样，而他的作品则成为了现代物理学的重要基石。尽管他最终未能完全摆脱教会的束缚，但他的科学精神和成就却永远地留在了人类历史的长河中。
三、晚年
伽利略·伽利雷的晚年生活充满了孤独和困苦，但他依然保持着对科学的热爱和对访客的热情。1633年，伽利略被宗教裁判所判处终身软禁，这标志着他自由生活的终结。尽管如此，他仍然在软禁期间完成了《两门新科学》的写作，这本书总结了他在运动学和材料强度领域的研究成果，为后来的科学发展奠定了基础。
1642年，伽利略的健康状况急剧恶化。他长期遭受发烧和心脏病的折磨，最终于1642年1月8日去世，享年77岁。他的去世不仅是一个时代的终结，也是科学史上的一大损失。
托斯卡纳大公费迪南多二世对伽利略的逝世深感悲痛。他希望能够将伽利略的遗体隆重安葬在佛罗伦萨的圣十字教堂，与他的父亲和其他祖先的坟墓相邻，并为他竖立一座大理石陵墓，以表彰他的伟大贡献。然而，这一计划遭到了教皇乌尔班八世及其侄子弗朗切斯科·巴贝里尼枢机的强烈反对。由于伽利略因“强烈怀疑异端”而被天主教会谴责，教廷认为不应给予他如此荣耀的安葬地点。
因此，伽利略的遗体被埋在圣十字教堂南端走廊尽头的一个小房间里，这个房间靠近新手教堂。这里远离主教堂的中心区域，显得相对冷清和不起眼。尽管如此，伽利略的追随者和仰慕者仍然前来凭吊，表达对这位伟大科学家的敬意。
直到1737年，伽利略的遗体才被移至圣十字教堂的主体中，与众多其他着名人物一同安息。在这一过程中，从他的遗体中取出了三个手指和一颗牙齿，这些遗物被视为珍贵的纪念品。其中一个手指是伽利略右手的中指，目前陈列在意大利佛罗伦萨的伽利略博物馆中，供后人瞻仰。
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