Universit? degli studi di Modena e Reggio Emilia

2021/22: Quattro passi nello spazio

Non sappiamo con certezza quando l’uomo ha alzato lo sguardo verso il cielo sopra di lui cercando di interpretare i fenomeni osservabili. Il più antico reperto che rappresenta una “carta del cielo” ad oggi conosciuto è il disco di Nebra, risalente almeno all’età del Bronzo, ma è molto plausibile che il sapere codificato in questo manufatto sia molto più antico. Il fascino che il cielo esercita su ciascuno di noi è innegabile: chi nella vita non si è mai soffermato a riflettere nel contemplare lo spettacolo offerto dagli oggetti celesti osservabili durante una notte serena e senza luna? Certo è che il desiderio di interpretare il moto degli oggetti celesti, anche in relazione all’avvicendarsi delle stagioni e, più in generale, la curiosità verso ciò che sta oltre il blu della nostra atmosfera ha portato nei secoli a scoperte entusiasmanti e innovazioni tecnologiche e strumentali. Ai nostri giorni si pongono nuovi interrogativi sulle leggi fisiche che regolano l’Universo osservabile e profonde riflessioni sulla natura dello spazio e del tempo. Non solo: nuovi stimolanti scenari si prospettano anche per ambiti scientifici, quali la chimica, la biologia, le scienze della terra e dell’atmosfera.

Senza nessuna pretesa di completezza, il progetto ha proposto un ideale viaggio in quattro passi (brevemente descritti sotto), che parte dal nostro pianeta visto dallo spazio e termina alla frontiera del Cosmo conosciuto, portando il visitatore a tu per tu con la conoscenza scientifica, l’esperimento, la congettura.

Il Laboratorio è stato organizzato in quattro grandi aree, allestite con posters, apparecchiature e documentazione varia, presso le quali i visitatori hanno incontrato scienziati, compiuto osservazioni e semplici esperimenti che svelano con linguaggio semplice grandi idee da far proprie.

Destinatari:   Cittadinanza, scuole (scuole elementari IV e V anno, scuole medie inferiori III anno)

Sede: Laboratorio Aperto (Fondazione Brodolini e Comune di Modena), Via Buon Pastore 43, Modena https://laboratorioapertomodena.it/

Periodo di attività: 26-27 ottobre 2021

Primo Passo: Il Pianeta Terra
La sua struttura, la composizione della sua atmosfera, le continue trasformazioni a cui è soggetto

Scienze dell'atmosfera: La nostra perfetta, fragile bolla (a cura del Prof. Sergio Teggi, in collaborazione col Sig. Luca Lombroso)
Il progresso ha portato indubbi benefici all’umanità, ma in alcuni casi ciò ha comportato cambiamenti ambientali con effetti negativi sugli ecosistemi. E’ il caso della variazione della composizione dell’atmosfera dovuta alle attività antropiche che, come effetto negativo più evidente, ha avuto, ed ha, una serie di cambiamenti climatici e fenomeni ad essi collegati. Comparando informazioni raccolte dagli scienziati negli ultimi due secoli, attraverso osservazioni fatte inizialmente con la strumentazione classica della meteorologia e, più recentemente, con tecniche più avanzate come il telerilevamento satellitare, oggi gli scienziati possono tracciare un quadro abbastanza dettagliato dei cambiamenti climatici e formulare teorie e modelli per gli scenari futuri.

Scienze della Terra: Le rocce raccontano (a cura della Dott.ssa Milena Bertacchini, assistente al tavolo Dott. Simone Tagliati)
Le rocce non parlano, ma sapientemente interrogate raccontano storie del nostro pianeta lontane nel tempo, custodiscono elementi assai rari dell’Universo, recano tracce dei grandi cambiamenti che il nostro pianeta ha subito dall’origine del sistema solare e sono il libro su cui leggere i segreti dell’alba della vita. Le pietre extraterrestri sono preziosissimi ambasciatori di mondi vicini e lontani. Ci si riferisce ai reperti solidi che ci arrivano dal sistema solare (campioni lunari, meteoriti) o che siamo stati in grado di studiare “da lontano” (campioni del suolo di Marte, asteroidi e comete). Tutti ci raccontano storie del passato e del presente dei nostri compagni di viaggio più vicini, gli oggetti facenti parte del sistema solare.

Un'idea da portare a casa: Siamo tutti sulla stessa… giostra! Esperimenti sugli effetti dell’accelerazione di Coriolis in relazione alle dinamiche delle correnti atmosferiche. A cura di Rossella Brunetti e Stefano Decarlo.

Secondo passo: Il sistema solare
Sulla base delle più moderne conoscenze rese possibili dalle numerose missioni spaziali, cosa sappiamo dei nostri più vicini compagni di viaggio nel sistema solare? Cosa ci accomuna? Cosa ci rende diversi? Potrebbe esserci o esserci stata vita anche su di loro?

Chimica: Il Carbonio detta le regole (a cura del Prof. Gianluca Malavasi e del Prof. Gianantonio Battistuzzi)
Perché la chimica dei composti del Carbonio è alla base delle complesse molecole della vita sul nostro pianeta? Tutte le forme di vita presenti sulla Terra sono formate da composti la cui struttura portante è sempre costituita da atomi di carbonio. Ma come potrebbe la vita svilupparsi in altri luoghi dell’universo? Sono state ipotizzate forme di vita basate su altri elementi, quindi ci potrebbero essere altre possibilità? La Chimica prova a rispondere.

Biologia: Gli animali più resistenti del pianeta Terra nuovo modello per la biologia spaziale (a cura della Prof.ssa Lorena Rebecchi e del Prof. Roberto Guidetti, assistente al tavolo Dott.ssa Ilaria Giovannini)
La proposta prevede osservazione dal vivo con stereomicroscopio di tardigradi, o “orsetti d'acqua”, animali dalle straordinarie doti di resistenza a vari tipi di stress, tra cui la completa disidratazione (anidrobiosi) per resistere all’essiccamento degli habitat che colonizzano, come muschi e licheni. Si osserveranno tardigradi idratati e metabologicamente attivi e tardigradi secch

i. Si realizzerà la reidratazione dei tardigradi secchi con ripristino del loro metabolismo osservando allo stereomicroscopio il ritorno alla vita attiva durante il processo di reidratazione. Attraverso immagini e filmati si farà il punto sui dati ottenuti sui tardigradi durante esperimenti realizzati sulla Stazione Spaziale Internazionale e si discuteranno con i visitatori le prospettive future della ricerca ai confini della vita come noi la conosciamo e, possibilmente, oltre.

Un’idea da portare a casa: Non per tutti il cielo è blu; la luce della nostra stella vista attraverso l’atmosfera, sulla terra e altrove. A cura di Rossella Brunetti, Stefano Decarlo, Enrico Garaldi.

Terzo passo: la nostra Galassia e oltre

Fisica: la forza di gravità (a cura del Prof. Olindo Corradini e del Prof. Diego Trancanelli)
La forza di gravità forgia le aggregazioni di masse nel cosmo e determina il moto della luce e dei corpi: il Sistema Solare stesso e la nostra Galassia sono gli esempi osservabili a noi più vicini. Però, la gravità è anche responsabile di fenomeni più estremi, lontani e nascosti, come l’esistenza dei buchi neri e delle onde gravitazionali, mirabilmente descritti dalla moderna teoria della relatività generale di Einstein. Esploreremo questi concetti avvalendoci di una semplice superficie elastica che fungerà da “simulatore gravitazionale”.

Un’idea da portare a casa: Così lontano così vicino; i principi di funzionamento del cannocchiale e del telescopio ottico. A cura di Rossella Brunetti, Stefano Decarlo, Milena Dondi.

Quarto passo: L’Universo conosciuto

Fisica: l'Universo (a cura del Prof. Andrea Bizzeti)
L’ultimo e più arduo passo allargherà la visuale verso l’Universo attualmente osservabile: cosa sappiamo del suo presente, del suo passato e quali grandi problemi la scienza deve indagare per poter prevedere quale sarà il suo futuro? Materia ed energia oscura, Big Bang, Modello Standard e antimateria sono alcuni dei grandi temi della fisica dei nostri tempi.

Ulteriori attività legate all'iniziativa

Realizzazione di tre brevi filmati di esperimenti didattici riguardanti le lenti convergenti e alcuni strumenti ottici che utilizzano questo tipo di lenti condotti durante la realizzazione del progetto e utilizzabili da insegnati di Scuola Media Superiore e Universitari.

Coordinatore Scientifico:
Rossella Brunetti

Personale universitario partecipante:
Gianantonio Battistuzzi, Milena Bertacchini, Andrea Bizzeti, Olindo Corradini, Stefano De Carlo, Roberto Guidetti, Luca Lombroso, Gianluca Malavasi, Lorena Rebecchi, Sergio Teggi, Diego Trancanelli.

Personale esterno in assistenza ai tavoli sperimentali:
Ing. Milena Dondi
Dott. Enrico Garaldi
Dott.ssa Ilaria Giovannini
Dott. Simone Tagliati
Ing. Nicholas Zanasi

Documenti:

• Presentazione utilizzata per l'accoglienza dei visitatori
  • Presentazione
• Posters esposti nei "quattro passi" della mostra
  • Primo passo: scienze dell'atmosfera
  • Primo passo: scienze della Terra
  • Secondo passo: chimica
  • Secondo passo: biologia
  • Terzo passo: fisica (galassia)
  • Quarto passo: fisica (oltre la galassia)
• Materiale per insegnanti di Scuole elementari e medie per organizzare attività in autonomia
  • Quattro passi nello spazio 
  • Attività di consolidamento
  • Esperimenti di addestramento