Theoretical Astrophysics (TAP)

Die Theoretische Astrophysik Gruppe am HITS versucht die Physik der kosmischen Strukturentstehung während der letzten 13.5 Milliarden Jahre, vom Urknall bis heute, zu verstehen. Das besondere Interesse der Gruppe gilt der Entstehung von Galaxien und Sternen, sowie einer Bestimmung der Eigenschaften der Dunklen Materie und der Dunklen Energie, jenen rätselhaften Komponenten die den heutigen Kosmos dominieren. Eine besonders wichtige Rolle in dieser Arbeit spielen numerische Simulationen auf verschiedenen Skalen. Zu diesem Zweck entwickeln Gruppenleiter Volker Springel und seine Teammitglieder neue numerische Verfahren, die effizient auf sehr großen Supercomputern eingesetzt werden können, mit dem Ziel, deren volle Kapazität für eine Verknüpfung der Anfangsbedingungen des Universums mit seinem heutigen komplexen Zustand auszunutzen. Die Simulationen sind für die Interpretation von Beobachtungen und deren Vergleich mit theoretischen Modellen unverzichtbar.

Die TAP Gruppe hat vor kurzem den neuen bewegten Gittercode AREPO entwickelt, der gegenüber früheren Simulationstechniken erhebliche Vorteile aufweist. Er verbindet die hohe Genauigkeit traditioneller Eulerscher Hydrodynamik mit der automatischen Adaptivität und Galilei-Invarianz der teilchenbasierten SPH Methode. Die Anwendung und weitere Verbesserung dieser neuen Methode bildet einen Schwerpunkt der aktuellen Forschung der Gruppe.