EXC 3037:  Unser dynamisches Universum

• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533607693

Der beantragte Exzellenzcluster „Our Dynamic Universe“ (Dynaverse) zielt darauf ab, mittels dreier zentraler Forschungsherausforderungen (ARCs) bahnbrechende physikalische Erkenntnisse zu erzielen. Eine der großen Fragen der Astrophysik besteht darin wie epochenübergreifende Prozesse, z.B. die Galaxienentwicklung, aus einzelnen Beobachtungen zu einem erklärenden „Film des Universums“ zusammengesetzt werden können (Zeitrafferastronomie: ARC1). Wir untersuchen, wie schnelle, vorübergehende Schlüsselereignisse wie Supernova-Explosionen diese langfristigen Prozesse beeinflussen (Zeitlupenastronomie: ARC2). Zudem decken wir entscheidende Wendepunkte auf, die dem jungen, sich ausdehnenden Universum Strukturen und Licht verliehen (kosmische Twists: ARC3). Dynaverse wird mit neuen Technologien Pionierarbeit zur Erforschung und Quantifizierung dieser Prozesse leisten. Die Region Köln-Bonn ist ein weltweit führendes Zentrum der Astrophysik, basierend auf einem ganzheitlichen Ansatz mit vier sich ergänzenden Kompetenzsäulen (P1-P4). P1: Entwicklung hochmoderner Detektoren und Instrumente für internationale Teleskope; P2: Leitung zahlreicher großer Beobachtungsprogramme; P3: Erstklassige Laborastrophysik; und P4: Simulation der Dynamik von Planeten, Sternen und Galaxien auf Höchstleistungsrechnern. Modernste und zukünftige Forschungsinfrastrukturen bieten bahnbrechende Möglichkeiten. Im Rahmen internationaler Partnerschaften, hat unser Team bevorzugten Zugriff auf viele dieser Einrichtungen. Dazu gehören Radioteleskope, die jährlich Daten im Zettabyte-Bereich liefern werden, sowie der erste europäische Exascale-Computer am FZJ. Eine optimale Nutzung dieser Möglichkeiten in der transformativen Ära der Big-Data-Astrophysik verspricht wegweisende Erkenntnisse. Entscheidend für den Erfolg wird die Verwertung der beispiellos großen und heterogenen Datenmengen durch innovative Methoden sein. Dynaverse bringt Experten aus Astrophysik, Informatik und Mathematik zusammen, um maßgeschneiderte KI-Methoden im Rahmen einer fünften Säule zu etablieren, P5: Astroinformatik. Alle Daten und Erkenntnisse werden in der Shared Universe Engine (SUE), einer intelligenten, Open-Source Plattform, zusammengeführt. SUE wird damit zu einem virtuellen, kollaborativen Arbeitsraum. Ein wesentlicher Bestandteil von Dynaverse ist es, die nächste Generation von Forscher:Innen und Studierenden in den neuen Technologien und Methoden auszubilden. Zudem, ist die Förderung von Lehrer:Innen und SchülerInnen ein grundlegendes Anliegen. Daher wird die SUE als vielseitige Applikation konzipiert, welche die Bereiche Bildung und Öffentlichkeitsarbeit auf natürliche Weise integriert und mitdenkt.

• DFG-Verfahren: Exzellenzcluster (ExStra)
• Antragstellende Institution: Universität zu Köln
• Mitantragstellende Institution: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• Beteiligte Institution: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR); Forschungszentrum Jülich; Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS); Max-Planck-Institut für Radioastronomie
• Sprecherinnen / Sprecher: Professor Dr. Cristiano Porciani; Professorin Dr. Stefanie Walch-Gassner
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr.-Ing. Jochem Baselmans; Professor Dr. Frank Bigiel; Professor Dr. Michael Felderer; Professorin Dr. Lucie Flek; Professor Gary Fuller, Ph.D.; Professor Dr.-Ing. Gregor Gassner; Professor Dr. Michael Kramer; Professor Dr. Lucas Labadie; Dr.-Ing. Andreas Lintermann; Professorin Dr. Zorah Lähner; Professorin Dr. Andrina Nicola; Professorin Dr. Susanne Pfalzner; Dr. Kai Lars Polsterer; Professor Dr. Jonathan Pritchard, Ph.D.; Professor Dr. Thomas H. Reiprich; Professor Dr. Dominik Riechers; Professorin Dr. Amelie Saintonge; Professor Peter Schilke, Ph.D.; Professor Dr. Stephan Schlemmer; Jennifer Schober, Ph.D.; Laura Spitler, Ph.D.; Professorin Dr. Serena Viti; Professor Dr.-Ing. Stefan Wesner