Wie entstand unsere Milchstraße? – Forschung des ehemaligen Taus-Schüler Prof. Volker Springel

Bericht von Flo­ri­an Muhl, erschie­nen am 05.12.2018 in der BKZ.

Astro­phy­si­ker und gebür­ti­ger Back­n­an­ger Vol­ker Sprin­gel forscht nach schwar­zen Löchern – Brief­mar­ke erscheint am Donnerstag.

Bereits in jun­gen Jah­ren inter­es­sier­te sich Vol­ker Sprin­gel für die Cha­os­theo­rie und für Com­pu­ter­si­mu­la­tio­nen. Mit 20 Jah­ren gewann er als Taus-Gym­na­si­ast den zwei­ten Bun­des­preis bei „Jugend forscht“. Von da an ging’s berg­auf. Heu­te ist der Astro­phy­si­ker welt­be­kannt. Sei­ne Gala­xien­for­schung ehrt die Deut­sche Post jetzt mit einer Sondermarke.

Was war vor dem Urknall? Wie ent­stand unse­re Milch­stra­ße? Wel­chen Ein­fluss haben schwar­ze Löcher? Super span­nen­de Fra­gen. Ant­wor­ten lie­fern super schnel­le Rech­ner, mit denen Wis­sen­schaft­ler Simu­la­tio­nen erstel­len. Bereits als Jugend­li­cher hat sich Vol­ker Sprin­gel mit Com­pu­ter­si­mu­la­tio­nen beschäf­tigt. Im Alter von 20 Jah­ren ist der dama­li­ge Taus-Gym­na­si­ast zusam­men mit sei­nem Mit­schü­ler Dirk Bal­cer­c­zak der Fra­ge nach­ge­gan­gen: Was haben das mensch­li­che Herz, die kom­pli­zier­ten Mus­ter auf Schmet­ter­lings­flü­geln oder Zebras und trop­fen­de Was­ser­häh­ne gemein­sam? Sie alle sind Gegen­stand der phy­si­ka­li­schen Theo­rie des deter­mi­nis­ti­schen Cha­os. Die­ser Cha­os­theo­rie sind die dama­li­gen Nach­wuchs­wis­sen­schaft­ler mit­hil­fe einer Com­pu­ter­si­mu­la­ti­on auf die Spur gekom­men und gewan­nen mit ihrem Pro­jekt im Jahr 1990 den zwei­ten Preis beim Bun­des­wett­be­werb „Jugend forscht“ im Fach­be­reich Physik.

Noch immer beschäf­tigt sich Sprin­gel mit Com­pu­ter­si­mu­la­tio­nen. Das For­schungs­ge­biet, an dem er zusam­men mit vie­len Kol­le­gen arbei­tet, ist die Ent­ste­hung von Gala­xien. „Wir ver­su­chen, nach­zu­voll­zie­hen, wie unse­re eige­ne Milch­stra­ße ent­stan­den ist.“ Von die­sen Sys­te­men mit 100 Mil­li­ar­den Ster­nen gebe es vie­le im Uni­ver­sum. Laut Urknall­mo­dell sei das Uni­ver­sum vor etwa 13,5 Mil­li­ar­den Jah­ren ent­stan­den. „Da gab’s noch gar nichts, kei­ne Ster­ne und auch kei­ne Gala­xien. Und wir ver­su­chen jetzt, zu ver­ste­hen, wie es dazu kam“, erläu­tert der 48-jäh­ri­ge Astro­phy­si­ker. „Die Com­pu­ter­si­mu­la­tio­nen sind eine der wich­tigs­ten theo­re­ti­schen Werk­zeu­ge heut­zu­ta­ge. Wir berech­nen letzt­lich die Ent­wick­lung des Uni­ver­sums auf einem Super­rech­ner.“ Mit die­sen Com­pu­ter­si­mu­la­tio­nen prü­fe er, ob sich dar­aus ein Welt­bild erge­ben wür­de, das phy­si­ka­lisch plau­si­bel sei, das sich gut mit Beob­ach­tun­gen ver­glei­chen ließe.

Die Illus­tris-Simu­la­ti­on, die Sprin­gel gelei­tet hat, ist ein Bei­spiel für sol­che Berech­nun­gen. „Wir haben dafür 8200 Rech­ner zusam­men­ge­schal­tet. Die­ser Super­com­pu­ter hat drei Mona­te gerech­net“, so der Max-Planck-Insti­tut- Direk­tor. Zum Ver­gleich: „Auf einem nor­ma­len leis­tungs­fä­hi­gen PC, den die Leu­te heu­te so zu Hau­se haben, hät­te das fast 3000 Jah­re gedau­ert.“ Natür­lich kön­ne man kein Expe­ri­ment mit dem Uni­ver­sum machen, „aber wir kön­nen die­se Expe­ri­men­te im Com­pu­ter machen“, sagt Sprin­gel. „Wir kön­nen bei­spiels­wei­se zwei Gala­xien auf­ein­an­der­schie­ßen und schau­en, was pas­siert, wenn die zusam­men­sto­ßen.“ Im Com­pu­ter kön­ne man inner­halb von Minu­ten sehen, was inner­halb von Mil­li­ar­den Jah­ren passiert.

Vol­ker Sprin­gel wird im Tech­nik­fo­rum Back­nang am 9. Okto­ber 2019 einen Vor­trag über sei­ne For­schungs­ar­bei­ten halten.