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Il corso introduce alcuni snodi fondamentali della fisica e della cosmologia contemporanea attraverso il dialogo tra ciò che una teoria prevede e ciò che osserviamo. Spesso sono le osservazioni a spiazzare le previsioni: che cosa facciamo quando i due non coincidono? La scoperta di Nettuno, l'anomalia nell'orbita di Mercurio, la materia oscura, l'accelerazione dell'universo mostrano come un'anomalia possa diventare una traccia decisiva — per individuare un nuovo oggetto, riconoscere i limiti di una teoria o aprire una domanda ancora senza risposta. Altre volte, al contrario, è la teoria a precedere l'osservazione anche di un secolo: la relatività generale prevede le onde gravitazionali molto prima che strumenti straordinari riescano a rivelarle, e l'inflazione — proposta per spiegare l'uniformità dell'universo primordiale — lascia tracce che oggi cerchiamo nella radiazione cosmica di fondo.

Il percorso si articola in quattro moduli. Il primo introduce la teoria delle perturbazioni e la logica delle anomalie, seguendone le applicazioni dalla meccanica celeste alla materia oscura. Il secondo affronta l'espansione dell'universo, la misura delle distanze cosmiche, la scoperta dell'accelerazione e il problema dell'energia oscura. Il terzo è dedicato alla relatività generale e alle onde gravitazionali, dalla loro previsione teorica alla rivelazione con LIGO e Virgo, fino all'astronomia multimessaggera. Il quarto introduce la cosmologia primordiale attraverso la radiazione cosmica di fondo, le stime di ordine di grandezza, il problema dell'orizzonte e l'idea di inflazione.

Il corso alterna video, letture, quiz, sondaggi e attività interattive. La progressione accompagna i partecipanti dalla comprensione qualitativa dei fenomeni fisici alla lettura di alcuni risultati centrali della fisica della gravitazione, senza mai perdere di vista il ragionamento scientifico, i dati osservativi e i problemi ancora aperti.

Al termine del corso, i/le partecipanti saranno in grado di:

• riconoscere il ruolo delle anomalie — lo scarto tra ciò che si osserva e ciò che la teoria prevede — come motore della scoperta scientifica;
• confrontare la scoperta di Nettuno e l'anomalia di Mercurio, riconoscendo come una stessa anomalia possa portare a individuare un nuovo oggetto oppure a rivedere la teoria;
• descrivere le principali prove osservative della materia oscura;
• spiegare che cosa significhi, fisicamente, che l'universo si espande e come si misurano le distanze cosmiche; 
• ricostruire la scoperta dell'accelerazione dell'espansione come risultato inatteso;
• spiegare che cos'è l'energia oscura, distinguerla dalla materia oscura, e perché il suo valore resti uno dei più grandi problemi aperti della fisica;
• descrivere cosa sono le onde gravitazionali e come vengono rivelate da strumenti come LIGO e Virgo;
• capire perché è importante osservare lo stesso fenomeno con strumenti diversi (astronomia multimessaggera);
• spiegare che cos’è la radiazione cosmica di fondo e perché ci parla dell’universo primordiale;
• usare semplici stime per farsi un’idea di temperatura, dimensioni ed età dell’universo nelle sue fasi iniziali;
• comprendere in modo qualitativo il problema dell’orizzonte e l’idea di inflazione.

Il corso è rivolto a studenti e studentesse delle scuole secondarie di secondo grado, a studenti e studentesse universitari/e e a tutte le persone interessate a comprendere alcuni temi centrali della fisica e della cosmologia contemporanea. 

Il corso è gratuito. Verrà rilasciato un attestato di frequenza a chi completerà con successo le attività richieste e con esito positivo nel test finale (70% delle risposte esatte).