La maison du Domus Galilaeana se trouve dans l'ancien Palazzo della Specola, appartenant à l'Université de Pise. Construit entre 1734 et 1735, il s’agissait du premier observatoire astronomique public en Toscane. Une haute tour a été expressément ajoutée au bâtiment, érigée sur les vestiges d'une précédente, mais en 1826, elle a été démolie pour des raisons de sécurité. La bibliothèque universitaire et le cabinet de chimie étaient également installés dans ce bâtiment.
L'idée de créer une institution dédiée à Galileo Galilei et l'étude de ses travaux scientifiques sont apparues lors du projet de célébration du centième anniversaire de la première réunion des scientifiques italiens (Prima riunione degli scienziati italiani) tenue à Pise en 1839 : le Domus Galilaeana a été constitué en 1941. Le bâtiment abrite aujourd'hui une collection de 40 000 livres et recueils, parmi lesquels une lettre précieuse et unique signée par Galileo Galilei, contenant la plus ancienne formulation de la loi des corps en chute libre (1604), et documents illustrés relatifs à ce scientifique pisan; les archives d'Antonio Pacinotti, l'inventeur de la dynamo et du moteur électrique, les papiers d'Antonio Favaro, conservateur de l'édition nationale monumentale des œuvres de Galilée (1890-1909) et des notes laissées par les physiciens Enrico Fermi et Ettore Majorana, sont également ici .
Au cours de son histoire, divers instruments scientifiques appartenant à d'autres institutions ont été conservés, parmi lesquels la "macchinetta" (petite machine) de Pacinotti, le plus ancien modèle de dynamo électrique, et le CEP (Calcolatrice Elettronica Pisana - Calculatrice électronique Pisan, maintenant dans la collection du Musée des instruments de calcul). Des instruments scientifiques étroitement liés aux archives sont conservés dans le Domus, tels que le "Sorgenti" de Fermi, utilisé dans des expériences sur la radioactivité induite, et l’appareil photographique de l’astronome Pio Emanuelli.
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