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.
