В 1597 г. в письме к Кеплеру Галилей сообщает, что он примкнул «уже много лет назад... к учению Коперника»; «отталкиваясь от него, я вскрыл причины многих природных явлений, доселе, вне всякого сомнения, необъяснимых. Я уже подготовил в письменном виде много доказательств, опровержений контраргументов, но до сих пор не решался опубликовать их, напуганный судьбой Коперника, нашего учителя». В 1609 г., направив подзорную трубу в сторону неба, Галилей начинает накапливать доказательства, которые, с одной стороны, наносят точные и решительные удары по картине мира Аристотеля—Птолемея, а с другой — устраняют все, мешающее принятию системы Коперника, и таким образом усиливает поддержку. Весной 1609 г. Галилей узнает, что «некий Фьямминго сконструировал прибор, благодаря которому наблюдаемые объекты, хотя и очень удаленные от глаз наблюдателя, были четко видны, как если бы находились на близком расстоянии». Вскоре он получает подтверждение этому в известии из Парижа, от своего бывшего ученика Джакопо Бадовере, «и это стало причиной, подтолкнувшей меня полностью отдаться поискам средств, с помощью которых я бы смог изобрести подобный инструмент». Галилей изготавливает трубу из свинца, к концам которой он прикрепляет две линзы, «обе с одной стороны плоские, а с другой одна — выпуклая, а другая — вогнутая; приблизив глаз к вогнутой линзе, я заметил, что предметы значительно увеличены и кажутся ближе — в три раза ближе и в девять раз больше, чем они представляются нам, когда мы смотрим на них невооруженным глазом. После этого я изготовил другую трубу, более точную, которая увеличивала предметы в шестьдесят раз». Наконец, пишет Галилей, «не жалея труда и средств, я сконструировал столь превосходный инструмент, что с его помощью наблюдаемые предметы представляются в тысячу раз более крупными и более чем в тридцать раз ближе, чем если смотреть на них невооруженным глазом. Сколько и каковы преимущества, предоставляемые этим инструментом как на земле, так и на море, излишне перечислять». 25 августа 1609 г. Галилей представляет правительству Венеции этот аппарат как свое изобретение. Произведенное впечатление было столь сильным, что Галилею было предложено увеличение годового жалования от 500 до 1000 флоринов и сделано предложение о возобновлении контракта на преподавание, срок действия которого истекал в следующем году.
Как заметил Васко Ронки, изобретение подзорной трубы голландцами или, еще раньше, итальянцами, или вторичное ее создание Галилеем сами по себе не представляют ничего исключительного. Что действительно интересно, так это то, что Галилей ввел подзорную трубу в научный обиход, использовав ее как инструмент для научных исследований, как средство усиления наших чувств. «Наибольший интерес в этой истории (с подзорной трубой) — не в медленном и, если хотите, заурядном сотрудничестве умельцев, без особых усилий предоставивших в распоряжение человечества новый инструмент, но в логичном процессе изменения менталитета научного мира, который сначала знать не хотел об этом новшестве, а кончил тем, что признал в нем настоящее сокровище, превратив в один из мощных ресурсов познания мира» (В. Ронки). Философия средневековья не знала линз для очков: они будут изучены позже Франческо Мавроликом, но лишь Джамбаттиста делла Порта своей «Естественной магией» (1589) сделал линзы предметом не только ремесленников, но и философии. Как Порта, так и Кеплер (в работе «Добавления к Вителлию», 1604) «прошли рядом с подзорной трубой, даже написали кое-что, из чего можно заключить, что они почти открыли, но так и не сконструировали ее». Линзам не доверяли, думали, что они «обманывают», преобладало мнение, что данных нам Богом глаз достаточно, чтобы видеть, и нет необходимости в «усовершенствованиях». Кроме того, существовало глубокое предубеждение со стороны академических и церковных кругов по отношению к механическим искусствам. Еще долго выражение «низкий механик» будет расцениваться как оскорбление. 28 августа 1609 г., т. е. четыре дня спустя после презентации подзорной трубы Галилеем дожу Леонардо Донато, Порта написал из Неаполя письмо Федерико Чези, основателю академии Линчей: «Что касается секрета трубы, то это надувательство, все взято из моей книги «О рефракции», и я опишу его, и если Ваше Превосходительство захочет, чтобы она была сделана, то к Вашему удовольствию это будет исполнено».