L’Associazione Tuscolana di Astronomia “Livio Gratton” (ATA) – da sempre in prima linea nella promozione e diffusione della cultura scientifica – organizza a Frascati (RM) nei mesi di marzo e aprile 2025 la manifestazione culturale “Dialoghi cosmici”, con la collaborazione dell’Associazione Eta Carinae e del Comune di Frascati.
Sono stati richiesti i patrocini all’Università degli Studi “La Sapienza” di Roma, all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e all’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF).
PROGRAMMA DELLA MANIFESTAZIONE
La manifestazione culturale “Dialoghi Cosmici” sarà articolata nei seguenti eventi divulgativi che accompagneranno il pubblico alla scoperta dell’Universo e dei più recenti progressi della scienza:
- cinque incontri pubblici in programma nel mese di marzo 2025, nei sabati pomeriggio, con il Dott. Paolo De Bernardis, Professore ordinario di Astrofisica all’Università di Roma “La Sapienza” e Accademico dei Lincei,
- incontri preventivi presso le scuole del territorio per illustrare i temi dei vari incontri. Gli incontri si terranno durante il mese di febbraio e consisteranno in presentazioni del ciclo degli incontri a un gruppo selezionato di studenti delle scuole superiori. Le presentazioni saranno tenute da soci esperti dell’ATA
- un evento finale di Star Party pubblico in data 5 aprile 2025.
GLI INCONTRI PUBBLICI
Nei sabati del mese di marzo 2025 sono in programma cinque conferenze scientifiche, di taglio divulgativo, presso le Scuderie Aldobrandini di Frascati.
Le conferenze saranno l’occasione per conoscere l’Universo dalla viva voce del Professore dell’Università “La Sapienza” di Roma Paolo De Bernardis e per dialogare con lui su temi di grande rilevanza scientifica e attualità.
Gli incontri, ad accesso libero e gratuito, sono rivolti agli studenti e a tutta la cittadinanza. Di seguito i dettagli sulle conferenze.
In foto il Professore Paolo De Bernardis. Fonte della foto: Università “La Sapienza” di Roma (link).
⇒SABATO 1 MARZO, ORE 18:00, SCUDERIE ALDOBRANDINI DI FRASCATI
Conferenza “L’Universo omogeneo e isotropo e la sua espansione”
Lo studio moderno dell’Universo nella sua globalità (la cosmologia moderna) inizia poco più di cento anni fa, con la scoperta delle galassie, grandi agglomerati di stelle separati da enormi volumi apparentemente vuoti. Grazie allo sviluppo di potentissimi telescopi (di cui descriveremo lo sviluppo) si è capito che le galassie sono presenti ovunque nello Spazio, fino alle più remote distanze che i telescopi possono sondare. Grazie all’utilizzo di precisi spettrometri (di cui daremo la descrizione) si scopre poi che la luce proveniente dalle galassie più lontane ha lunghezze d’onda tanto più allungate quanto più le galassie sono distanti: è il fenomeno del redshift cosmologico. Ovunque si puntino i telescopi, si trova sostanzialmente la stessa distribuzione statistica delle posizioni e velocità delle galassie. Questo porta all’idea che l’Universo a grandi scale sia omogeneo e isotropo: statisticamente uguale in tutte le posizioni e in tutte le direzioni. Questa idea è stata confermata sempre meglio negli ultimi decenni, con la scoperta e lo studio dettagliato dei fondi cosmici di radiazione. Possiamo quindi schematizzare l’Universo a grandi scale semplificando moltissimo il problema, come quando si studia un gas e a livello macroscopico si considera la sua temperatura media e la sua pressione media, senza bisogno di studiare singolarmente i movimenti delle singole molecole. La semplificazione permette di studiare in modo quantitativo, usando una teoria basata su fisica relativamente semplice, il comportamento dell’Universo a grandi scale, spiegando il sorprendente fenomeno dell’espansione dell’universo. Non ci permette invece di studiare il fenomeno della formazione e dei moti delle variegate sottostrutture che costituiscono l’Universo. Ma di questo ci occuperemo in un successivo dialogo.
⇒SABATO 8 MARZO, ORE 18:00, SCUDERIE ALDOBRANDINI DI FRASCATI
Conferenza “L’interpretazione fisica dell’espansione dell’Universo”
Perché l’Universo si espande? Perché lo fa con velocità proporzionale alla distanza? Perché non collassa su se stesso? Per rispondere a queste domande i cosmologi usano la fisica. Prima di tutto si chiedono quali sono le forze e le energie presenti nell’Universo a grandi scale. Fanno quindi un censimento del contenuto dell’Universo, oggi noto con abbondanza di dati, grazie a moltissimi e diversificati telescopi che ricevono luce, radiazioni e particelle dal cosmo. Poi utilizzano le leggi fisiche che spiegano la dinamica, cioè il movimento, a partire dalle sue cause (le forze, o le energie da cui le forze derivano). Risulta che la forza più importante alle grandissime scale che ci interessano è la gravitazione, e che la teoria che si deve utilizzare per descriverne l’azione è la relatività generale di Albert Einstein, capace di collegare l’evoluzione dello spazio alla gravitazione generata da tutte le forme di massa ed energia presenti. Si scopre così che, per spiegare le moltissime misure effettuate sull’Universo a grande scala, si deve considerare non solo l’effetto delle masse ben visibili in forma di stelle, gas e polveri nelle galassie, ma anche l’effetto di altra massa non osservabile elettromagneticamente (la cosiddetta materia oscura), e anche l’effetto di una misteriosa forma di energia detta energia oscura. Senza queste due componenti, esotiche rispetto alla fisica consolidata, non si riuscirebbero a spiegare moltissimi fenomeni che avvengono nell’Universo. In questo caso, dall’osservazione dell’Universo arrivano indicazioni che richiedono un miglioramento della fisica consolidata. Questo è avvenuto molte volte in passato, e avverrà in futuro, tutte le volte che nuove e più precise osservazioni e misure evidenzieranno fenomeni mai visti prima.
⇒SABATO 15 MARZO, ORE 18:00, SCUDERIE ALDOBRANDINI DI FRASCATI
Conferenza “La storia dell’Universo”
L’Universo si espande e quindi si raffredda. Questo ci fa pensare che sia stato più denso e caldo nel passato. La velocità enorme ma finita della luce e delle onde elettromagnetiche permette di osservare direttamente il passato dell’Universo, e tali osservazioni dimostrano che effettivamente c’è stata una espansione e un raffreddamento. Le misure ci fanno anche pensare che forse esiste un momento davvero primordiale, con densità e temperatura infinite, che chiamiamo big bang: il momento in cui l’espansione e il raffreddamento sono iniziati. Le misure, combinate con la teoria cosmologica, permettono di stabilire con una certa approssimazione quanto tempo fa è avvenuto il big bang, e com’era fatto l’Universo intorno a quell’epoca primordiale. Le condizioni fisiche erano così estreme che non possono essere replicate nemmeno nei nostri laboratori più avanzati e quindi, se scopriamo come utilizzarlo, l’Universo primordiale rappresenta un laboratorio unico per la fisica più estrema. Non meno interessanti sono le successive fasi evolutive che l’Universo ha attraversato prima di arrivare alla situazione attuale. Col raffreddamento diventa possibile l’aggregazione di strutture dapprima microscopiche (prima i barioni, poi i nuclei atomici, poi gli atomi, poi le molecole) e poi macroscopiche (pianeti, stelle, galassie, ammassi di galassie). Per descrivere fisicamente la formazione delle entità microscopiche si devono usare la fisica nucleare e la fisica atomica. Il confronto delle previsioni della fisica con quanto vediamo esistere nell’Universo attuale permette di capire meglio sia l’Universo che la fisica stessa.
⇒SABATO 22 MARZO, ORE 18:00, SCUDERIE ALDOBRANDINI DI FRASCATI
Conferenza “Le strutture cosmiche”
Grazie a numerosi e diversificati telescopi, che scrutano l’Universo non solo in tutte le bande elettromagnetiche, ma anche raccogliendo particelle e onde gravitazionali, conosciamo con grande ricchezza di dettagli ciò che è presente nell’Universo. E sappiamo che localmente è tutt’altro che isotropo e omogeno. Le sonde elettromagnetiche più recenti, come il satellite Planck, il satellite Euclid, il James Web Space Telescope, ci hanno regalato una conoscenza dettagliatissima di come era distribuita la materia nell’Universo primordiale e di come sono distribuite le strutture nell’Universo formato. L’Universo primordiale era estremamente omogeneo, con debolissime fluttuazioni di densità e temperatura al variare della posizione nell’Universo, oggi mappate con grandissima precisione dall’esperimento Planck. Quello odierno contiene invece una gerarchia di strutture (pianeti, stelle, galassie, ammassi di galassie, superammassi) separate da enormi spazi vuoti. Il contrasto è stridente. Come si forma la gerarchia di strutture che vediamo oggi, a partire da un mezzo sostanzialmente identico dappertutto, all’inizio? La chiave è la gravitazione, che, lenta ma inesorabile, aggrega le masse presenti nell’Universo. Lo fa molto lentamente, in quanto l’espansione dell’Universo contrasta l’aggregazione. Le grandi simulazioni della formazione delle strutture cosmiche dimostrano che se davvero si vuole che dalla situazione iniziale quasi perfettamente omogenea descritta dalle mappe dell’Universo primordiale si possa arrivare oggi, 13.7 miliardi di anni dopo, ad un Universo molto strutturato, come meravigliosamente mappato dal satellite Euclid, si deve assumere che nell’Universo ci sia abbondanza di materia oscura, che riesce ad aggregarsi in strutture prima della materia normale. Ma si riesce anche a spiegare l’esistenza delle prime galassie ben strutturate, evidenti nelle recenti immagini di JWST solo 500 milioni di anni dopo il big bang? Il dibattito e gli studi sono in corso: si descriverà la situazione. Non si dimenticherà di ragionare su come queste conoscenze sono possibili grazie a strumenti di misura avanzatissimi (come i satelliti Planck, Euclid, JWST) che hanno richiesto notevolissime innovazioni strumentali, aprendo la strada ad applicazioni importanti per la nostra vita di tutti i giorni.
⇒SABATO 29 MARZO, ORE 18:00, SCUDERIE ALDOBRANDINI DI FRASCATI
Conferenza “Origine e struttura dell’Universo”
Abbiamo forti indicazioni che 13.7 miliardi di anni fa ci sia stato il big bang, l’inizio dell’espansione e dell’evoluzione dell’Universo che conosciamo, e che per i primi 380000 anni l’Universo sia stato completamente opaco, oltre che incandescente, come l’interno di una stella. Ne segue che, dalla nostra posizione, possiamo osservare sono una piccola parte dell’Universo. D’altra parte, per quanto ne sappiamo, l’Universo potrebbe essere infinitamente esteso. Abbiamo quindi accesso conoscitivo a un volume limitato (vedremo quanto) e a un intervallo di tempo finito (come visto). La nostra incontentabile sete di capire ci spinge a chiederci: com’era l’Universo prima del big bang? Che cosa c’è oltre l’orizzonte che limita la porzione di Universo da noi osservabile? Ci sono e/o ci sono stati altri Universi? Sono le domande più difficili e anche le più interessanti. Nel tentativo di rispondere è stata scritta moltissima letteratura scientifica, spesso restando nel campo delle ipotesi. Tra le ipotesi più solide, qui analizziamo quella della inflazione cosmica, che offre previsioni verificabili sperimentalmente e che in parte sono state già verificate, sia per l’origine dell’Universo, sia per l’origine delle sue strutture. D’altra parte, ci sono ancora alcune osservazioni che sembrano essere in contrasto con la maggioranza delle altre: a esempio, il fatto che la stima della attuale velocità di espansione dell’Universo risulta diversa a seconda che si osservi l’Universo vicino o quello lontano (Hubble constant tension), oppure la presenza di una grande zona di cielo con brillanza del fondo cosmico di microonde troppo bassa rispetto alle fluttuazioni presenti nel resto del cielo (CMB cold spot), e il deficit di strutture nel fondo cosmico di microonde alle scale più grandi (low CMB quadrupole). Analizzando in dettaglio questi esempi, sia per quanto riguarda i dati sia per quanto riguarda le interpretazioni, capiremo che, come tutte le discipline scientifiche, anche la cosmologia si rimette continuamente in discussione, grazie a un salutare meccanismo che permette di perfezionare e consolidare continuamente le teorie migliori, rigettando quelle che non soddisfano anche una sola misura (che ovviamente deve essere ben fatta!).
STAR PARTY PUBBLICO
Al termine del ciclo di incontri con il Dott. Paolo De Bernardis, nella serata di sabato 5 aprile, a partire dalle ore 20:00, si svolgerà un evento osservativo pubblico nei giardini di Villa Torlonia a Frascati.
L’osservazione dei fenomeni astronomici è sicuramente – sulla base della quasi ventennale esperienza di attività divulgative dell’ATA – tra gli eventi pubblici che riscuotono maggiore interesse: osservare il cielo, i pianeti, le costellazioni, anche attraverso telescopi che consentono di scoprirne dettagli altrimenti invisibili, con la guida di esperti astrofili e astronomi, è una opportunità che suscita sempre grande successo ed entusiasmo nel pubblico.
