В 1623 г. на папский престол взошел под именем Урбана III кардинал Маттео Барберини, друг Галилея, оказывавший поддержку ему и Кампанелле. С возродившейся надеждой Галилей пишет «Диалог о двух главнейших системах мира». Несмотря на предосторожности автора, не составляло большого труда понять, что новое сочинение активно защищает учение Коперника. В 1633 г. Галилей вновь подвергся суду, был осужден и принужден к клятвенному отречению. Пожизненное заключение ему сразу же заменили на ссылку, вначале в поместье его друга Асканио Пикколомини, архиепископа Сиены, который обращался с ним крайне уважительно, а впоследствии в его дом в Арчетри, где он не мог ни с кем встречаться и ничего писать, не получив предварительно на то разрешения. В уединении Галилей пишет свою наиболее оригинальную и выдающуюся работу «Рассуждения и математические доказательства по поводу двух новых наук», которые появятся в Лейдене в 1638 г. Позже Лагранж напишет: «Динамика — наука, полностью обязанная ученым новой эпохи. Галилей стал ее крестным отцом... сделал первый важный шаг, открыв таким образом дорогу, новую и просторную, развитию механики как науки». Утешением Галилею в Арчетри было присутствие в течение небольшого периода времени дочери — монахини Марии Челесты (в миру Вирджинии). Она умерла 2 апреля 1634 г. в возрасте 33 лет. В письме к брату своей невестки Джери Боккинери, служащему канцелярии правительства эрцгерцога, Галилей писал: «...безграничная печаль и меланхолия, абсолютная потеря аппетита, я ненавистен сам себе и постоянно слышу, как моя дорогая дочурка зовет меня». Об отношениях Галилея с дочерью, женщиной утонченнейших чувств и «высокого интеллекта», говорят ее письма, посланные отцу в Рим после его осуждения в 1633 г. Галилей не хотел, чтобы весть о его осуждении дошла до дочери. Но скрыть это не удалось. Узнав о случившемся, Мария Челеста 30 апреля отправляет отцу письмо: «Отец, я решила написать Вам сейчас, чтобы Вы знали, что Я полностью разделяю Ваши горести, что, я надеюсь, должно принести Вам некоторое облегчение: я ни с кем не делилась, желая, чтобы все это осталось при мне...» В начале июля она пишет ему еще раз: «Дражайший синьор отец, теперь более, чем когда-либо, пришло время благоразумию, данному Вам Господом Богом, для перенесения ударов с той силой духа, которой требуют религия, профессия и Ваш возраст. Благодаря большому жизненному опыту Вы вполне можете понять фальшь и непостоянство всего в этом мире и не придавать большого значения этим бурям, надеяться, что они скоро улягутся и сменятся на противоположное к Вашему успокоению». И еще, 16 июля: «Когда Ваша милость были в Риме, я мысленно говорила себе: если я заслужу такую милость, что он приедет в Сиену, с меня будет довольно, я смогу сказать, что он почти в моем доме; а теперь я страстно желаю, чтобы Вы были еще ближе». Оправившись от горя, Галилей возвращается к занятиям наукой и пишет свои великие «Рассуждения». В конце жизни Галилей потерял зрение, болезни не оставляли его. В присутствии своих учеников Винченцо Вивиани и Эванджелиста Торричелли, ночью 8 января 1642 г., как мы читаем в «Историческом повествовании» Вивиани, «с философской и христианской стойкостью Галилей отдал душу Создателю. Она отправилась, можно думать, наслаждаться и восхищаться теми вечными нетленными чудесами, которые с помощью хрупкого механизма, ненасытно и нетерпеливо, хотел приблизить Галилей к глазам смертных».
Галилей и вера в подзорную трубу