Man stelle sich vor, das Universum wäre ein Kinofilm. Der erste Teil würde im Zeitraffer zeigen, wie sich eine Galaxie innerhalb von Milliarden von Jahren verändert. Der zweite Teil des Weltraum-Blockbusters würde uns in Zeitlupe vorführen, wie etwa eine Sternenexplosion abläuft, die in Echtzeit höchstens ein paar Sekunden dauert. Der Film „Universum“ wäre auch deswegen so fesselnd, weil ein oder zwei einschneidende Ereignisse ein völlig neues Szenario schaffen können: etwa wenn sich mit der Entstehung der ersten Sterne das Universum von einem undurchsichtigen Nebel in einen transparenten Kosmos verwandelt.

Solche sogenannten, seltenen „cosmic twists“ prägen die Evolution des Universums entscheidend, erklärt Cristiano Porciani, Professor für Astrophysik der Uni Bonn und Co-Sprecher des neu gestarteten Exzellenzclusters „Dinaverse – Our Dynamic Universe“ der Universität zu Köln in Kooperation mit der Universität Bonn, dem Forschungszentrum Jülich, dem Bonner Max-Planck Institut für Radioastronomie, dem Deutschen Luft und Raumfahrtzentrum (DLR) und dem Heidelberger Institut für Theoretische Studien.

Gegenstand und Ziel des neuen Exzellenzclusters „Dynaverse“

Die Kino-Terminologie haben sich die Forscherinnen und Forscher von „Dinavserse“ selbst zu eigen gemacht, um ihre Erkenntnisse zu beschreiben. Die drei Ebenen – der Zeitraffer, die Zeitlupe und die Wendung – haben sie in ihrem Antrag als sogenannte „Astrophysical Research Challenges“ zusammengefasst, die den Kern des neuen Clusters bilden.

Dessen Ziel sei es, „die drei Projekte zusammenzubringen, um den Film zu konstruieren, der die Geschichte unseres Universums bis heute wiedergibt und wie sie in der Zukunft sein wird“, sagt Porciani. Erforscht wird also, inwiefern sowohl vergleichsweise kurze Ereignisse als auch Langzeit-Phänomene im All sich auf das Universum auswirken. Dafür werden modernste Teleskope verwendet, Wissen aus Computer-Simulationen und Labor-Experimenten gewonnen. Neben Astrophysikern sind auch Mathematiker und Informatiker involviert. Insgesamt sind rund 150 Menschen im Rahmen des Clusters beschäftigt. 

Die beteiligten Institutionen haben sich im Wettbewerb um eine Millionenförderung im Rahmen der Exzellenzstrategie durchgesetzt: „Dynaverse“ erhält für die nächsten sieben Jahre rund sechs Millionen Euro jährlich. Bund und Land wollen mit diesen Geldern Spitzenforschung fördern. Für die Uni Köln ist es der fünfte Exzellenzcluster. Bereits etablierte Projekte sind unter anderem „Cecad“ (Alternsforschung) oder „Ceplas“ (Pflanzenwissenschaft). Exzellenzcluster gelten als besonders prestigeträchtig. Sie sind Aushängeschilder der Universität.

Entsprechend feierlich wurde der Start von „Dynaverse“ vergangenen Dienstag im Hauptgebäude der Uni Köln begangen. Rund 200 Personen nahmen teil: Die Rektoren der Uni Köln, Joybrato Mukherjee, und der Uni Bonn, Michael Hoch, hielten Reden, es waren Vertreter der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), des Landes NRW und der Stadt Köln anwesend. Und die Verantwortlichen des Clusters, Cristiano Porciani, und Stefanie Walch-Gassner, Professorin für Astrophysik der Uni Köln, erklärten dem Publikum ihre Vision.

Eröffnungsfeier und Ausstellung an der Uni Köln über die einzelnen Projekte des Clusters

Daneben gab es eine interaktive Ausstellung: So präsentierte das Projekt  seine Labortechnik. „Ohne Labor können die Astronomen nichts machen. Was unsere High-Tech-Instrumente anzeigen, ist wie ein Fingerabdruck. Man kann herausfinden, ob es dort warm oder kalt ist, ob Wasserstoff enthalten ist oder nicht. Man kann zum Beispiel erfahren, wie warm es 100.000 Lichtjahre entfernt ist“, sagt Stephan Schlemmer, Professor für Astrophysik. Er vergleicht die Wissenschaft mit dem Sport. „Das ist ein netter Konkurrenzkampf. Und wenn Leute aus Harvard kommen, um unsere in Köln entwickelten Technologien zu benutzen, ist es ganz nett“, sagt Schlemmer lächelnd.

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Janne Ahrenhold

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Mit dem Geld aus dem Exzellenz-Topf wollen die Forscher das neue Wissen über den Kosmos auch gezielt vermitteln. Geplant ist die Entwicklung einer Plattform namens SUE „Shared Universe Engine“. Diese soll den Forschern zu Gute kommen, aber perspektivisch auch Schülern, Studierenden und der breiten Öffentlichkeit. Porciani sagt: „Über diese Plattform werden Daten und Codes bereitgestellt, so dass sich Forscher aus aller Welt den aktuellen Wissensstand anzeigen lassen können. Es soll aber auch Lehrern als Quelle für ihren Unterricht dienen.“

KI für die Astrophysik geplant

Dafür arbeite man mit dem Lehrerzentrum der Uni Köln zusammen sowie mit Schulen aus Köln und Brühl. Im Fokus stehen elf bis 15-Jährige Kinder und Jugendliche, da in dieser Altersspanne das Interesse für Naturwissenschaften besonders stark nachlasse, so Porciani. „Auch soll der Mythos beseitigt werden, dass Mädchen weniger geeignet sind für diese Themen.“ Zudem sei eine Art „ChatGPT für die Astrophysik“ angedacht: „Personen können dann etwas über das Universum erfahren, und alle ihre Fragen stellen.“ 

Den Transfer hält Porciani für eine Pflicht. „Wir erhalten immerhin öffentliche Gelder und wollen der Gesellschaft etwas zurückgeben“, so der Astrophysiker. Der Italiener lebt seit 2009 in Deutschland. Er habe sich schon sehr früh für das Universum interessiert. „Mein erstes Karnevalskostüm als Kind war das eines Astronauten“, sagt Porciani. „In der Schule interessierte ich mich auch sehr für Philosophie, als ich jedoch das Studienfach wählen musste, habe ich mich für Astrophysik entschieden.“