По доносу Лорини возникло дело. В качестве свидетелей были допрошены Каччини, доминиканец Ксимен, ученик Галилея Аттиванти. Несмотря на то, что инквизиционное следствие велось в секрете, Галилей чувствовал нависшую над ним угрозу и решил отправиться в Рим с целью отстоять новое учение в римской курии. Он так сообщает в письме из Рима от 6 февраля 1616 г. о цели своей поездки:
"С моим делом связано другое, касающееся не только меня, но и всех, кто в последние восемьдесят лет в печатных сочинениях, в рукописях, в публичном преподавании, наконец, в частных разговорах защищал известное Вам учение или мнение, о котором идёт теперь дело и хотят прийти к некоторому решению. При этом я полагал, что могу оказать содействие по отношению к той части вопроса, которая зависит от знания истин, доставляемых науками, мною представляемыми".
Ситуация была такова. Доносчики обвиняли Галилея в том, что он придерживается учения Коперника и держится еретических мнений о боге и библии. Учение же Коперника церковью формально не было запрещено, и Галилей рассчитывал, что его удастся легализовать. К тому времени вышло "письмо" одного священника Фоскарини, в котором высказывалось мнение, что учение Коперника не противоречит религии. Подобного рода выступления, научные достижения Галилея и его связи заставляли его рассчитывать на возможность. благоприятного исхода.
Во второй же части доноса инквизиции не удалось найти твёрдо установленных фактов против Галилея, кроме измышлений Каччини и Ксимена. Поэтому миссия Галилея, как он её и представлял, состояла в том, чтобы очистить себя от подозрений в ереси и легализовать новое учение. Первая часть задачи, с помощью рекомендательных писем герцога Тосканского к влиятельным кардиналам, была разрешена сравнительно скоро. Но Галилей считал главной своей задачей - добиться легализации нового учения. Эту задачу, как видно из отзывов современников, он решал с большим блеском и энергией. Так, в письме одного папского сановника Кверенга к кардиналу д'Эсте от 1616 г. мы читаем:
"Вы испытали бы большое удовольствие, если бы слышали Галилея рассуждающим в кружке 15 и 20 человек, наседающих на него то в том, то в другом доме. Он так уверен в своём деле, что всех их высмеивает. И если не убедит в справедливости своего мнения, то, во всяком случае, докажет ничтожество аргументов, какими противники хотят повергнуть его на землю. В понедельник в доме синьора Фредерико Гизилиери приводил он удивительные доказательства. Мне особенно понравилось то, что он, прежде чем ответить на приводимые против него аргументы, начинает их ещё подкреплять новыми, повидимому, сильными, чтобы потом через опровержение поставить противника в ещё более смешное положение".