Es posible que el astrónomo alemán Johannes Kepler (1571-1630) tuviese ya antes que Galileo los elementos teóricos necesarios para explicar el funcionamiento del telescopio, pero sólo Galileo reunió la agudeza de ingenio y la habilidad del constructor necesarias para fabricarlo y luego entenderlo teóricamente. Luego, tuvo el valor de atreverse a mirar con él al inmenso cielo.Las fechas que jalonan la construcción del anteojo astronómico y los primeros descubrimientos realizados se agolpan unas tras otras en muy poco tiempo, lo cual revela la manera enfebrecida con que Galileo trabajó en su desarrollo, así como la excitación que le producían los importantes descubrimientos que con él iba realizando: en sólo un año, construyó y perfeccionó el anteojo y descubrió las montañas de la Luna, la naturaleza de la Via Láctea y de las nebulosas, los satélites de Júpiter, los anillos de Saturno, las fases de Venus y las manchas del Sol entre otras cosas.
Hacia 1608, el holandés Hans Lipperhey (1570-1619) diseñó un catalejo, obtuvo la patente del entonces gobernante de los Países Bajos, Mauricio de Nassau (1567-1625), y lo puso a la venta. El 3 de agosto de 1609, enterado de ello, Galileo decidió aplicarse al problema "resolviéndolo la primera noche y construyendo al día siguiente el instrumento", tal como cuenta el científico italiano Paolo Sarpi (1552-1623) en una carta. En poco menos de medio año, Galileo llevó el anteojo astronómico casi al límite de sus posibilidades: lo hizo pasar de 3 aumentos a 8, luego a 20 y luego a 30.
El 24 de agosto de 1609 le escribió una carta al Dux de Venecia Leonardo Donato (1536-1612) ofreciéndole el instrumento para usos militares y poco después, a cambio de un gran aumento en su salario, cedió los derechos exclusivos para la fabricación de telescopios al Senado Veneciano. A partir del 7 de enero de 1610, Galileo empezó a anotar, día a día, sus observaciones sobre las "estrellitas" que acompañan a Júpiter. Estas anotaciones y otras anteriores, formarán su libro "Sidereus nuncius" (Mensajero sideral). Cuatro días después, ya interpretó correctamente sus observaciones: esas estrellitas son "errantes en torno a Júpiter, a la manera de Venus y Mercurio en torno al Sol".
El 1 de marzo obtuvo de la Inquisición y del Senado la licencia para editar "el libro intitulado Sidereus nuncius, en el que no se halla cosa alguna contraria a la Fe Católica, a los principios y buenas costumbres". Al día siguiente, hizo una última anotación de sus observaciones sobre los satélites de Júpiter, después de casi dos meses de trabajo constante (interrumpido por sólo diez noches nubladas en el normalmente diáfano cielo italiano). Incluso el final del libro parece apresurado: "La falta de tiempo me impide proseguir: espere el amable lector más acerca de estas cosas en breve". El 8 de marzo la obra fue registrada en el legajo 39 del libro de registros de Padua y cuatro días más tarde, se la dedicó a su protector, el Gran Duque de Toscana Cosme II de Medicis (1590-1621). Apenas habían transcurrido diez días entre la última observación astronómica registrada y la fecha de publicación del libro.
Galileo prosiguió con sus investigaciones y el 25 de julio descubrió los anillos de Saturno. En una carta fechada a fines de ese año manifestó: "de tres meses a esta parte vengo observando las fases de Venus". Ya en 1611, más precisamente el 14 de abril, en una cena en su honor organizada por Federico Cesi (1585-1630) fundador de la Accademia dei Lincei (Academia de los Linces), el filólogo y matemático Giovanni Demisani (1576-1614) llamó por primera vez "telescopio" al anteojo astronómico construido por Galileo. A la semana siguiente, Galileo fue admitido en la academia científica gracias a su invento y a los descubrimientos realizados.
Después vendría la persecución de la Iglesia Católica de la mano del cardenal Roberto Belarmino (1542-1621) -que ya había hecho quemar en la hoguera al filósofo y teólogo Giordano Bruno (1549-1600)- quien declaró que la teoría de Galileo era "absurda en filosofía y errónea en teología". Cuando comenzaron a correr los rumores acerca de la abjuración de Galileo y a la sentencia que se le había impuesto, el Cardenal hizo una aclaración: "Galileo no abjuró entre mis manos ni entre las de ninguno otro en Roma, ni en otra parte, que nosotros sepamos, ninguna de sus opiniones o doctrinas; tampoco se le impuso penitencia absolutoria. Tan sólo se le notificó la declaración hecha por el Papa y publicada por la Congregación del Indice, en que se dice que la doctrina atribuida a Copérnico, según la cual la tierra gira alrededor del sol, y que el sol permanece en el centro del Universo sin moverse de Oriente a Occidente, no puede defenderse ni sostenerse en un sentido contrario a las Sagadas Escrituras".
Tres siglos más tarde, el filósofo, historiador y matemático inglés Bertrand Russell (1872-1970), refiriéndose a Galileo escribió en "Unpopular essays" (Ensayos impopulares, 1950): "Después hizo un telescopio e invitó a los profesores a mirar por él los satélites de Júpiter. Los profesores rehusaron, exponiendo como motivo que Aristóteles no había mencionado dichos satélites, y que, por eso, cualquiera que pensase que lo veía tenia que estar equivocado".
El propio Galileo había dicho en una carta sobre uno de ellos: "Ha muerto en Pisa el filósofo Libri, acérrimo impugnador de esas fruslerías mías, el cual, no habiéndolas querido ver en la Tierra, quizá las vea en el cielo".
