一個初春的早晨，伽利略在花園中散步，腦海中突然冒出來一個新念頭。他已不能再教書，假如他發表任何有關天文學的研究，審判會都不會輕饒他的。但是，假如他去研究另外一個完全“安全”的題目，那麽……
自從女兒死後，他第一次感到了一些心動和快樂。
他決定仍采用希臘哲學家們用的對話方式來寫下他的研究，這次用的是比較安全的題目——物理學，且利用同樣的三個辯論人來討論。在這本書裏，伽利略以最長的篇幅解釋他對落體定律、動能、熱能和重力的看法。他未能預見在他死後7個月，一個小男孩在英國出生了，這個孩子會繼續無止境地研究這個真理。哥白尼、伽利略、牛頓……一個接一個把這真理的火炬傳遞下去。
伽利略將他這本多年實驗總結而成的著作命名為《關於兩門新科學的談話和數學證明》。他用從來不曾衰竭的熱情寫信給一個朋友時說：“這本書的內容比我以前的任何一本書都要好……因為它包含了一些結論，一些我認為在我所有的研究中最重要的結論。”
因為伽利略被審判會判了刑，他晚年的這本著作無法在羅馬或佛羅倫薩出版，而是由一位敬重伽利略的荷蘭人把它帶回荷蘭出版。
伽利略知道，即使書已經印出來了，他也不能看到，哪怕是他臨死的時候。他想起哥白尼，哥白尼就是在他去世前一刻，才看到了放在枕邊的自己的不朽巨作。
1637年，伽利略的這本書印刷完成。為了避免宗教法庭的幹預，伽利略幹脆否認與該書的印行有任何關係。他隻說他曾讓幾位科學家看過那份手稿。幸運的是，他的羅馬舊敵人正忙於應付宗教戰爭，無暇顧及他的書是否違法，而讀過該書的人也無法從中找到任何違法之處，因此審判會決定不追究此事。