Das Universum im Computer

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Eine neue Forschungsgruppe am Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS) will anhand von Computersimulationen erklären, wie sich das Weltall entwickelt hat, und so die “Dunkle Materie ans Licht bringen”.

Der Astrophysiker Volker Springel befasst sich mit einem Thema, das im Experiment nicht zu untersuchen ist: Die Entwicklung des Universums seit dem Urknall. Springel hat deshalb Computersimulationen erstellt, mit denen er ein künstliches Universum erzeugt, um die Entstehung von Galaxien und Sternen zu verfolgen. Sein “Labor” steht im Heidelberger Institut für Theoretische Studien, dem Forschungsinstitut der Klaus Tschira Stiftung. Dort baut er seit März dieses Jahres die neu gegründete Forschungsgruppe ‘Theoretical Astrophysics’ auf. Die Stelle ist verbunden mit einer Professur für Astrophysik an der Universität Heidelberg, Dienstsitz ist das HITS.

“Mit Volker Springel konnten wir einen exzellenten Wissenschaftler für diese neue Gruppe gewinnen”, freut sich Stifter und HITS-Geschäftsführer Klaus Tschira. “Sein Themengebiet passt hervorragend in das Konzept des HITS, in seinen Forschungsfeldern große Datenmengen zu verarbeiten und zu strukturieren.”

Springel studierte Physik in Tübingen und Berkeley und promovierte im Jahr 2000 an der Ludwig-Maximilians-Universität München und dem Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA). Nach einer Postdoc-Tätigkeit am Harvard Center for Astrophysics kehrte er ans MPA zurück und leitete dort seit 2005 eine Forschungsgruppe über Numerische Kosmologie. Schon als junger Forscher wurde der Stipendiat der Studienstiftung mit Preisen wie der Otto-Hahn-Medaille der Max-Planck-Gesellschaft oder dem Heinz-Maier-Leibnitz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft ausgezeichnet. Im November 2009 erhielt der Astrophysiker den mit 100.000 Euro dotierten Klung-Wilhelmy-Weberbank-Preis für Physik, eine der angesehensten Auszeichnungen für Nachwuchswissenschaftler in Deutschland.

Zu den Forschungsinteressen des 39-Jährigen gehören die Bildung von Sternsystemen und Schwarzen Löchern sowie die Numerische Kosmologie. Mit Simulationen, die gewaltige Datenmengen verarbeiten, geht er insbesondere der Frage nach der geheimnisvollen Dunklen Materie nach. Darunter versteht man Materie, die weder Stern noch Gaswolke ist, sondern aus noch unbekannten Elementarteilchen besteht. Sie gilt als kosmischer Kitt, der die Galaxien stabilisiert. Obwohl nach neuesten Schätzungen mehr als achtzig Prozent der Masse im All aus Dunkler Materie besteht, konnte ihre Existenz bislang noch nicht bewiesen werden.

Volker Springel
Computer statt Labor: Volker Springel an seinem Arbeitsplatz im HITS.
Foto: HITS