Öffentliche Vorträge von MPA-Wissenschaftlern

Der Vortrag wird die wichtigsten Grundprinzipien der theoretischen Betrachtung der Galaxienentstehung näher erläutern. Ich werde aufzeigen, dass das Gas auf großen Skalen der Struktur der dunklen Materie folgt und wie dadurch Galaxien aufgrund von kleinen Schwankungen im Mikrowellenhintergrund entstehen konnten. Ich werde erklären wieso Rückkopplungseffekte darin so wichtig sind und wie sie das Gas in den Galaxien beeinflussen. Und schlussendlich werde ich zeigen wie durch Computersimulationen solche Ideen getestet und überprüft werden können.

Prof. Dr. Volker Springel vom Max-Planck-Institut für Astrophysik spricht in diesem Vortrag der Reihe "Wissenschaft für jedermann" über die Rolle von Supercomputer-Simulation bei der Überprüfung von gewagt erscheinenden kosmologischen Hypothesen. Der Vortrag fand am 27. Oktober im Ehrensaal des Deutschen Museums statt. In Zusammenarbeit mit dem Exzellenzcluster ORIGINS und den Physikfakultäten der LMU und TU München

Massereiche Sterne kollabieren am Ende ihres Lebens zu einem Neutronenstern oder Schwarzen Loch, wobei es zu einer gewaltigen Supernova-Explosion kommen kann. Was ist die Ursache für diese unvorstellbaren Ereignisse, die in wenigen Tagen mehr Energie freisetzen als die Sonne in Milliarden Jahren abstrahlen wird? Neueste dreidimensionale Rechnungen auf Höchstleistungscomputern bestätigen eine lange diskutierte Vermutung: Neutrinos, die im Zentrum des kollabierenden Sterns in riesigen Mengen erzeugt werden, lösen die Explosion aus und liefern die gigantische Energie, mit der die Materie des sterbenden Sterns in den umgebenden Raum geschleudert wird.

Es wird oft gesagt, wir seien alle "Sternenstaub". Das stimmt zwar größtenteils, doch die ersten chemischen Elemente entstanden nicht in Sternen, sondern während der ersten Minuten nach dem Urknall. Wie das vor sich ging, und warum die so genannte "Urknall-Elemententstehung" ein wichtiger Beleg für die Idee eines Urknalls ist, wird der Inhalt dieses Vortrages sein.

Die Milchstraße ist unsere Heimatgalaxie, in der auch unser Sonnensystem liegt, und sie gehört zu den hundert Milliarden Galaxien, die das ganze Universum bevölkern. Es gibt Spiralgalaxien, riesige elliptische Galaxien, wolkenartige Zwerggalaxien, und Galaxien, die umeinander herumtanzen und miteinander verschmelzen. Woher kommen all diese Galaxien? Warum sehen sie aus, wie sie aussehen? In den letzten Jahrzehnten haben sich Astrophysiker*innen als Weltraumdetektiv*innen betätigt und Indizien gesammelt, um den Tathergang der Galaxienentstehung und -entwicklung besser zu verstehen.

Künstliche Intelligenz (KI) zieht in alle Lebensbereiche ein, auch in die Forschung. In der Astrophysik klassifizieren künstliche Intelligenzen Galaxien, Sterne und andere Objekte oder helfen dabei, Teleskope zu steuern. Sie prozessieren Datenmengen, die kein Mensch auch nur ansatzweise bewältigen könnte. Neuronale Netzwerke erlauben es, komplexe Aufgaben zu lösen – vorher müssen sie aber anhand enormer Mengen an Beispielen trainiert werden. Den Forschern Jakob Knollmüller und Torsten Enßlin am MPI für Astrophysik ist es gelungen, solche teuer trainierten Netzwerke zu kombinieren, um gemeinsam neue Aufgaben zu lösen.