La collaborazione tra arte e scienza nella Roma del Seicento trova un’illuminante testimonianza nell’affresco con l’Immacolata Concezione della Vergine con Apostoli e Santi, dipinta tra il 1610 e il 1612 nella cupola della Cappella Paolina di Santa Maria Maggiore da Ludovico Cardi detto il Cigoli. E’ l'ultima opera del pittore toscano, che morirà a Roma l'8 giugno del 1613. La cupola presenta due zone pittoriche concentriche dominate dalla monumentale figura della Madonna, sontuosamente abbigliata e circondata dalla luce della gloria, con il testa la corona di dodici stelle e con sotto i piedi una mezzaluna con le punte rivolte verso il basso. La luna, in effetti, è rotonda: la sua curva è illuminata, mentre l’interno rimane all’oscuro, riproducendo le nuove conquiste scientifiche che la chiesa guardava con grande sospetto.

Il Cigoli era molto amico di Galileo Galilei, con cui ebbe un fitto carteggio epistolare, fortunatamente conservato. Lo scienziato aveva richiesto all'artista, quando si trovava a Roma nel 1611, di raffigurare la luna sulla base delle sue recenti scoperte che erano state pubblicate nel trattato "Sidereus Nuncius" un anno prima, nel 1610. In effetti il satellite terrestre del Cigoli non ha la superficie liscia e splendente, ma presenta piccoli crateri e macchie, gli stessi che si notano nei disegni di Galileo. Un’altra conferma viene da una lettera diretta il 23 dicembre 1612 da Federico Cesi a Galileo, in cui si legge: "Il Cigoli ha pinto la luna nel modo che da Vostra Signoria è stata scoperta, con la divisione merlata e le sue isolette".

Il "Sidereus Nuncius" aveva avuto grande risonanza nei circoli scientifici, provocando, però, le reazioni di matematici e astronomi, come il Clavio, che non riusciva a vedere con il suo modesto strumento tutto quello che aveva descritto Galileo riguardo alla superficie lunare. I commenti degli scienziati che a Roma non accettavano le teorie galileiane sulle superfici scure della luna sono contenuti in tre lettere del 1612, inviate dal Cigoli a Galileo.

Fu allora l’arte a venire incontro allo scienziato. Un importante pittore, cui la Santa Sede affidava commissioni di prestigio, era dalla parte di Galileo e contribuiva a diffonderne le idee tra il pubblico colto di Roma.