Errare è scientifico

Attività didattica progettata da Virginia Cavicchi e Leonardo De Deo durante il corso “Designing multi-sensory public engagement activities” nel 2026.

Breve descrizione dell’attività

Siamo sicuri che la scienza sia infallibile? Proprio no! L’errore è alla base di come scopriamo il mondo attorno a noi, dal nostro pianeta fino al cosmo. Attraverso i nostri sensi, proveremo a contare le stelle di una delle costellazioni più celebri del cielo notturno, scoprendo quanto sia facile sbagliarsi e quanto questi errori siano preziosi per comprendere la realtà. Perché errare non è solamente umano… è anche scientifico!

 

Materiale necessario

• Pezzo di cartone dimensione ~ 20cm x 30cm
• Scatola in cartone dimensione ~ 35cm x 28cm x 15cm 
• Scotch di carta 
• Stampe delle costellazioni (Orsa maggiore, Orione)
• Stecchini lunghi
• Palline di polistirolo di diametro 2.5cm
• Perline di vari formati
• Forbici
• Colla (Vinavil)
• Gel glitter 3D 
• Sale fino 
• Telo/stoffa
• Post-it
• Foglio bianco grande A3 x gaussiana
• Cartoncino nero A4
• Cartoncini neri A5
• Stelline adesive fosforescenti
• Matite bianche 

  

   

Preparazione dell’attività

Modello 3D di una costellazione

1. Tagliare gli stecchini in proporzione alle distanze dalla Terra delle stelle della costellazione (dal “manico” al “carro”, in senso antiorario): 
   • Segin 2.5 cm
   • Ruchbah 5.5 cm
   • Navi 7.5 cm
   • Schedar 12.5 cm
   • Caph 10.5 cm
2. Incollare l’immagine della costellazione in Figura 2 sul coperchio della scatola da scarpe o sul cartone spesso:

   

3. Il modello va assemblato incastrando gli stecchini, precedentemente tagliati, nel cartone assicurandosi che lo stecchino di legno sia ben fermo (es. utilizzare scotch di carta), con in cima la pallina di polistirolo come in Figura 3

   

Scatola cieca con costellazione tattile

1. Incollare sul cartoncino A4 l’immagine di Orione:

   

2. Posizionare sulle stelle più brillanti le perline più grandi e attaccarle utilizzando la colla vinilica. 
3. Cospargere il resto della figura con perline più piccole e sale per simulare il “rumore” e altri oggetti del cielo come in Figura 5. Per “rumore” si intende l’emissione del fondo cielo che non proviene dalle stelle della costellazione e che, anzi, ne rende più difficile l’identificazione.

   

    

4. Prendere la scatola e tagliare un’apertura (come in Figura 6) sufficientemente grande per far sì che ci passi una mano. 

   

5. Successivamente, posizionare il cartoncino (una volta che la colla si sia asciugata per bene) all’interno della scatola di cartone (vedi Figura 5).
6. Coprire l’apertura con il telo.

 

Per la distribuzione gaussiana

Preparare un grande foglio A3, disegnare una retta orizzontale (asse x) su cui scrivere i valori da 1 a 15 in corrispondenza dei quali verranno attaccati i post-it dei partecipanti che effettueranno la misura.

In alternativa la Gaussiana può essere realizzata con mattoncini Lego. Sarà sempre necessario preparare un asse x con valori scritti in corrispondenza dei quali posizionare i mattoncini.

 

Descrizione dell’attività 

Parte 1: Il conteggio delle biglie 

Per familiarizzare i partecipanti con il concetto di misura e di errore, vengono disposti attorno a un tavolo sul quale è posto un contenitore pieno di biglie. A ciascuno viene chiesto di stimare, a vista, il numero di biglie presenti. Le stime raccolte risultano generalmente diverse tra loro e non coincidono con il valore reale; questo permette di introdurre il concetto di errore di misura.

Successivamente, viene proposta una seconda attività analoga: i partecipanti dovranno stimare nuovamente una misura, ma questa volta utilizzando esclusivamente il tatto, senza l’ausilio della vista. Analogamente partecipanti diversi otterranno conteggi lievemente diversi, a causa dell’errore di misura.

 

Parte 2: Conteggio delle stelle

Segue un’attività di gruppo in cui i partecipanti sono invitati a contare le stelle all’interno di una scatola. Viene detto ai partecipanti che loro sono lo strumento di misura e viene chiesto loro di contare quante stelle luminose compongono la costellazione contenuta all’interno della scatola. 

Un facilitatore spiega che dovranno “cercare” le stelle più grandi (e quindi più luminose) utilizzando esclusivamente il tatto. Viene inoltre precisato che saranno presenti anche stelle più piccole, da considerare come “rumore” di fondo, ovvero emissione spuria che interferisce con le stelle che effettivamente vogliamo contare. 

A turno, ciascun partecipante effettua il conteggio e comunica il proprio risultato a un facilitatore, che lo registra. Al termine del laboratorio, i risultati vengono confrontati visivamente, ad esempio tramite post-it attaccati su un foglio A3 o mattoncini LEGO, mostrando come i conteggi possano variare tra i partecipanti, pur evidenziando che la maggior parte si avvicina al valore corretto.

 

Parte 3: Modellino 3D delle costellazioni

Dopo un primo ingaggio sul tema delle costellazioni (ad esempio chiedendo chi ha mai visto il cielo stellato e/o il grande carro?), i partecipanti sono raggruppati attorno al tavolo del laboratorio, e un facilitatore mostra il modello della costellazione sotto diversi angoli, in modo da far vedere la variazione della geometria a seconda della prospettiva. Rivelare che le diverse altezze degli stecchini dalla scatola corrispondono a diverse distanze delle stelle dalla Terra e dunque le stelle non sono realmente vicine.

 

Parte 4: Attività da portare a casa (da fare se rimane tempo):

Al termine del laboratorio, viene proposta un’attività creativa in cui i partecipanti sono invitati a realizzare la propria costellazione utilizzando delle stelle adesive. A ciascuno viene distribuito un cartoncino nero formato A5, mentre gli adesivi vengono messi a disposizione al centro del tavolo.

I partecipanti possono scegliere liberamente le stelline e disporle sul cartoncino per creare la propria costellazione, aiutandosi con una matita bianca per tracciare le linee che collegano le stelle.

 

Descrizione del processo fisico

• Brillanza: quanto le stelle sono brillanti dipende non solo da quanta luce emettono ma anche da quanto sono distanti e da quanto rumore (luminoso, da quanti altri oggetti ci sono attorno all’oggetto). 

 

• Errore di misura: nel laboratorio proviene dalla sensibilità delle persone nel tatto durante il conteggio mentre durante un’ osservazione, l’errore di misura proviene dalla sensibilità dello strumento (telescopio, occhio), oppure dalla durata dell’osservazione. 

 

• Geometria del cielo e costellazioni:  le stelle di una costellazione, in realtà non sono fisicamente vicine (anche a miliardi di chilometri l’una dall’altra), ma in prospettiva dalla terra le osserviamo una accanto all’altra (come in prospettiva se osservi il panorama ti sembra che le case e gli alberi sono vicine, ma in realtà sono distanti fra di loro).

 

• Rumore: In astronomia, il rumore è tutto ciò che si sovrappone al segnale dell’oggetto che vogliamo osservare e rende la misura meno precisa. Anche quando osserviamo una stella o una galassia, il telescopio raccoglie non solo la loro luce, ma anche contributi indesiderati provenienti dall’ambiente e dagli strumenti. Uno dei contributi più importanti è il rumore del cielo (sky background). Il cielo notturno infatti non è completamente buio: l’atmosfera, la Luna, l’inquinamento luminoso e perfino fenomeni naturali dell’alta atmosfera emettono luce. Questa luce di fondo si somma al segnale astronomico e può “nascondere” oggetti molto deboli.

 

• Distribuzione gaussiana: la distribuzione gaussiana (o “normale”) descrive come si distribuiscono misure soggette a molti piccoli effetti casuali.
  Ha la classica forma “a campana”: i valori vicini alla media sono i più frequenti, valori molto diversi dalla media sono più rari. È molto comune in fisica e astronomia perché il rumore sperimentale spesso segue proprio una distribuzione gaussiana.