INAF al Festival di Genova

L'Istituto Nazionale di Astrofisica al Festival di Genova

Into the (un)known - la mostra e i laboratori

L'edizione 2020 del Festival della Scienza di Genova è dedicata alle onde, una parola con infiniti significati e punti di vista in ambito scientifico, ma anche evocatrice del mondo del mare, che rappresenta per Genova una fondamentale vocazione culturale e e opportunità economica. Tra le varie onde quelle forse più importanti per l'astronomia sono le onde elettromagnetiche, la luce, lo strumento di indagine utilizzato per indagare i segreti del cosmo ma che può divenire anche opera d’arte. Questo è l'obbiettivo della mostra Into the (un)known in cui ci si potrà avvicinare, attraverso un’esperienza multi-sensoriale e immersiva, ai più affascinanti fenomeni astrofisici e alle più stupefacenti scoperte dell’astronomia moderna.

La mostra vuole accompagnare il visitatore in un’esplorazione del cosmo nuova e immersiva dove i dati delle più recenti ricerche astrofisiche vengono trasformati in immagini, video, suoni ed esperienze di realtà virtuale ed elevati a vere e proprie installazioni artistiche, per consentire al pubblico di accedere, con immediatezza emotiva, a panorami finora riservati ai soli ricercatori. In questa maniera, i dati scientifici, solitamente rappresentati per essere fruiti solo all’interno di ristrette cerchie di esperti, vengono arricchiti di espressioni artistiche capaci di suscitare meraviglia e curiosità in chi li osserva. A raccontare questo meraviglioso mondo sarà la “voce” familiare della luce, la radiazione elettromagnetica prodotta dalle varie sorgenti astrofisiche sparse nell’Universo, il principale canale di comunicazione a disposizione degli astronomi per indagare i più reconditi segreti del Cosmo. La luce, esploratrice instancabile, racconterà gli scenari in cui è stata generata: esplosioni di Supernovae, materia che cade in un buco nero, brillamenti solari, scontri tra galassie e molto altro. Fenomeni lontani e misteriosi che sfuggono alla nostra esperienza diretta, ma che da anni sono al centro delle ricerche scientifiche più avanzate.

La redazione di EduINAF ha raccolto una serie di contributi, videolezioni, recensioni di libri e altro per approfondire i temi che l'INAF tratterà all'interno del Festival della Scienza di Genova, e in particolare all'interno della mostra Into the (un)known.

Indice

1. La radiazione elettromagnetica

2. Turbolenza

3. Campi magnetici

4. Buchi neri e dischi di accrescimento

5. Galassie e ammassi di galassie

La radiazione elettromagnetica

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I più recenti avanzamenti tecnologici permettono di scrutare all'interno del buio, solo apparente, dell’Universo rivelando una luce nata dall’evoluzione della materia che costituisce la maggior parte del Cosmo e che giunge fino a noi come onda elettromagnetica. Gli astronomi usano quella debole luce che proviene dal Cosmo  per svelare l’origine dell’Universo, la composizione delle stelle, scoprire nuovi pianeti e molto altro ancora. Di seguito vi riportiamo alcune attività, lezioni e approfondimenti su questo fondamentale tema.

  1. Laboratori:
    1. A caccia di spettri
    2. Misurare la velocità della luce con microonde e cioccolato
    3. Giochiamo con la luce
    4. Il laboratorio del disco di Newton
  2. Videolezioni:
    1. La luce e le onde radio

Turbolenza

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Per comprendere fenomeni cosmici molto distanti da noi a volte basta davvero poco: il tempo di una colazione. Immaginate di essere seduti al tavolo pronti per una tazza di caffellatte. Se osserviamo con attenzione mentre versiamo il caffè nel latte, noteremo la formazione di piccoli vortici, onde caotiche generate dall’incontro dei due liquidi. Studiando e osservando questi moti dinamici possiamo comprendere come funziona la turbolenza, un fenomeno onnipresente attorno a noi. In astrofisica la turbolenza interessa vari campi dalla cosmologia, al mezzo interstellare, alle stelle, alle supernovae, ai dischi di accrescimento.

  1. Laboratori:
    1. Turbulence

Campi magnetici

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Dalle aurore boreali al mezzo intergalattico i campi magnetici permeano tutto il mondo che ci circonda. Inoltre, in ambienti estremi, come dischi di accrescimento attorno ai buchi neri o negli scontri tra galassie, la radiazione elettromagnetica è prodotta dall'interazione tra particelle cariche, principalmente elettroni, che si muovono lungo le linee di forza del campo magnetico. Nelle risorse elencate di seguito potrete ottenere maggiori informazioni relative al campo magnetico

      1. Videolezione:
        1. Getti di plasma
      2. L'astronomo risponde:
        1. Le aurore boreali e il campo magnetico

Buchi neri e dischi di accrescimento

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Il primo dei due scenari astrofisici presentati all'interno della mostra Into the (un)known riguarda i buchi neri. Si tratta di oggetti celesti che possiedono una massa molto grande (da qualche decina a miliardi di masse solari) racchiusa in un volume relativamente piccolo, e il campo gravitazionale di tali oggetti è così intenso da non lasciare sfuggire né materia né radiazione. Questo è vero nelle immediate vicinanze del buco nero, ma se ci si allontana un pochino, fino al disco di materiale che ruota attorno ad alcuni buchi neri, la luce in realtà riesce a sfuggire. Questo è il motivo per cui riusciamo a “vedere” i buchi neri che stanno accrescendo materiale dal disco, essendo proprio questo materiale che emette i raggi X che rileviamo. Per saperne di più su questi particolari oggetti cosmici vi proponiamo di seguito alcune risorse interessanti.

    1. Percorsi didattici
      1. Un percorso didattico sui buchi neri
    2. Videolezioni:
      1. La bellezza della fisica e le sue applicazioni nello spazio
      2. Luce e ombra di un buco nero
      3. Getti di plasma
    3. L'astronomo risponde:
      1. Cosa sono i buchi neri
      2. Buchi neri e lenti gravitazionali
      3. Osservare un buco nero
      4. Sugli oggetti astronomici ad alta gravità
      5. Leptoni e adroni nello spazio
    4. Astrografiche:
      1. Buchi neri nello spazio
      2. Fatti e misfatti di un buco nero
    5. Recensioni:
      1. Dal Big Bang ai buchi neri

Galassie e ammassi di galassie

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Il secondo scenario astrofisico analizzato nella mostra riguarda gli ammassi di galassie e i cosiddetti radio relics. Spesso gli ammassi di galassie sono immersi in “bolle” di gas rarefatto e caldissimo, costituito da protoni ed non legati tra di loro (cioè dal cosiddetto plasma). Il gas può essere talvolta solcato da gigantesche onde, sollevate ogni qual volta ammassi più piccoli si imbattono nel maggiore venendone attratti dalla forza di gravità. Quando le onde generate dallo scontro viaggiano più veloci della velocità del suono del plasma (cioè a diverse migliaia di chilometri al secondo) formano degli shock, ovvero delle onde d’urto. Ciò che le rende particolari è il fatto che molti elettroni liberi del gas vengono accelerati fin quasi alla velocità della luce e che, grazie alla presenza di campi magnetici, emettono onde radio che possono essere catturate dai radiotelescopi sulla Terra.

  1. Laboratori:
    1. Una chioma nel cielo
  2. Videolezioni:
    1. La luce e le onde radio
    2. Galassie che vanno più veloci della luce
    3. La luce e le onde radio
  3. Lezioni
    1. I giganti del cosmo: gli ammassi di galassie