Forschungsgruppen am MPA

Das MPA ist ein bedeutendes deutsches Institut, das sich speziell der Theorie- und der Interpretationsforschung in der Astrophysik und in der Kosmologie widmet. Die Interessensgebiete umfassen stellare Astrophysik, computergestützte Astrophysik und Kosmologie, Struktur, Entwicklung und die Haufenbildung von Galaxien, kosmische großräumige Strukturen, Gravitationslinseneffekte, die Erforschung der Mikrowellenhintergrundstrahlung und die physikalische Kosmologie. Auf Grund der engen Zusammenarbeit der unterschiedlichen Gruppen und der Tatsache, dass sich die verschiedenen Bereiche oft überschneiden, gibt es keine strenge Trennung der einzelnen Forschungsbereiche am Institut.

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Computergestützte Strukturbildung

Großangelegte Computersimulationen sind das wichtigste Forschungsinstrument, um zu verstehen, wie sich die komplexe Struktur des Universums aus den bemerkenswert einfachen anfänglichen Bedingungen, die man den Karten der Mikrowellenhintergrundstrahlung entnehmen kann, gebildet hat. Die MPA-Wissenschaftler sind in allen Aspekten solcher Simulationen aktiv: sie entwickeln numerische Codes, wenden diese auf den größten verfügbaren Hochleistungsrechnern an, und nutzen die Ergebnisse, um Beobachtungsdaten von Galaxien, Galaxienhaufen und der großräumigen Struktur zu deuten.

Galaxienentstehung und Entwicklung

Die Forschung zur Galaxienentstehung am MPA benutzt eine Vielzahl an theoretischen Techniken, von direkten numerischen Simulationen bis hin zu analytischen und semi-analytischen Modellen. Zusätzlich beteiligen wir uns an der detaillierten Analyse von großangelegten Beobachtungsstudien, den Millennium-Simulationen, semi-analytischen Modellen, hydrodynamischen Simulationen, und dem "Sloan Digital Sky Survey".

Hochenergie-Astrophysik

Die Hochenergie-Astrophysik beschäftigt sich größtenteils mit der Wechselwirkung von Materie und Strahlung unter extremen physikalischen Bedingungen.

Kosmologie

Die Kosmologieforschung am MPA versucht die Physik zu verstehen, die für die beschleunigte Ausdehnung unseres Universums verantwortlich ist, sowohl in frühen als auch in späteren Phasen, und benutzt modernste Daten und Gesetze der Physik.

Stellare Astrophysik

Die stellare Astrophysik beschäftigt sich mit der Theorie der Sternentwicklung, d.h. mit theoretischen Modellen des Lebens und des Sterbens von einzelnen Sternen (z.B. unserer Sonne) und Doppelsternen. In diesem Zusammenhang werden Methoden der numerischen Hydrodynamic angewandt, um Computermodelle von Sternexplosionen und Kollisionen von Doppelsternen zu entwickeln, um relativistische Gasausströmung (jets) aus schwarzen Löchern zu simulieren, und um Konvektion und turbulente Strömungen in stellaren Plasmen zu erforschen.

Informationsfeldtheorie

Informationsfeldtheorie (IFT) ist Informationstheorie, das logische Schlussfolgern trotz Ungewissheit, angewandt auf Felder. Ein Feld kann jede Menge sein, die für einen bestimmten Raum definiert wurde, z.B. die Lufttemperatur über Europa, die Stärke des magnetischen Felds in der Milchstraße, oder die Dichte der Materie im Universum. IFT beschreibt wie Daten und Wissen genutzt werden können, um Feldeigenschaften zu bestimmen und für die Signalverarbeitung und für Bildrekonstruktion einzusetzen.