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Wie sich zwei Schwarze Löcher bewegen

26.05.2005 - (idw) Friedrich-Schiller-Universität Jena

Prof. Dr. Bernd Brügmann auf Lehrstuhl für Gravitationstheorie der Universität Jena berufen Jena (26.05.05) Als der Apfel auf den Kopf von Isaac Newton fiel, so sagt die Legende, entdeckte er das Gravitationsgesetz. Doch wie sich zwei Körper - in diesem Fall der Apfel und die Erde - bewegen, ist selbst heute, 300 Jahre nach Newton, nicht vollständig geklärt. An der Lösung dieses Problems arbeitet auch Prof. Dr. Bernd Brügmann. Der 42-jährige gebürtige Oberkassler ist jüngst zum Lehrstuhlinhaber für Gravitationstheorie an der Universität Jena ernannt worden.

Den jungen Brügmann, der Mathematik und Physik in Ulm und den USA studiert hat, interessierte vor allem die Quantisierung der Gravitationstheorie, die auf Einsteins Relativitätstheorie fußt. In seiner Promotion, die er 1993 an der Syracuse University in den USA abschloss, beschäftigte er sich mit alternativen Darstellungen der kanonischen Quantisierung. Das ist ein Aspekt des Problems, an dem bereits Albert Einstein großes Interesse hatte: der Überführung der Relativitäts- in die Quantentheorie. Im Mittelpunkt von Brügmanns Habilitation in Theoretischer Physik, die er 1996 an der Universität Potsdam abschloss, stand nunmehr stärker die numerische Quantengravitation.

Heute ist es vor allem die nicht-quantisierte, numerische Relativitätstheorie, die der Neu-Jenaer erforscht. Er will berechnen, wie sich zwei Körper im Gravitationsfeld bewegen, was bis heute trotz Allgemeiner Relativitätstheorie nicht bekannt ist. Brügmann nutzt als Beispiel die Umlaufbewegungen von "Schwarzen Löchern". Diese entstehen z. B. aus massereichen Sternen am Ende ihres normalen Lebens. Nachdem sie kollabiert, also zu Schwarzen Löchern geworden sind, ziehen sie wie ein astronomischer Staubsauger das Gas und den Staub aus ihrer Umgebung an und verschlucken alles. Zwei Schwarze Löcher in einem Doppelsternsystem spiralen aufeinander zu und strahlen dabei - so wird vermutet - Energie in Form von Gravitationswellen ab. 2004 - damals noch an der Penn State University in den USA, wo er seit 2002 als Associate Professor arbeitete - gelang es Brügmanns Arbeitsgruppe, erstmals einen solchen Umlauf zweier Schwarzer Löcher zu berechnen. "Allerdings noch sehr ungenau", sagt er, "da die Gleichungen sehr komplex sind und extrem starke Gravitationsfelder auftreten".

In Jena will Prof. Brügmann seine Arbeiten im Rahmen des Sonderforschungsbereichs/Transregio (SFB/TR) 7 "Gravitationswellenastronomie" weiterführen. Der SFB/TR, der neben dem einzigen deutschen Lehrstuhl für Gravitationstheorie an einer Universität ein wichtiger Grund für seinen Wechsel aus den USA nach Jena war, will die bisher nie direkt nachgewiesenen Gravitationswellen entdecken. "Wir wollen die Welle selbst sehen", gibt der designierte Sprecher des SFB/TR das Ziel vor. Brügmanns Simulationsexperimente und Vorhersagen sollen nun dabei helfen, im Sternenrauschen das gesuchte Signal zu lokalisieren und später zu entschlüsseln. Dieses Ziel, an dem weltweit mehrere Wissenschaftlerteams in Kollaboration und Konkurrenz arbeiten, will der musisch interessierte Physiker von Jena aus erreichen.

Wer mehr über Prof. Brügmann und seine Arbeit erfahren will, hat bereits am kommenden Montag die Gelegenheit dazu. Am 30. Mai um 18.15 Uhr hält der Theoretische Physiker in der Aula des Universitätshauptgebäudes (Fürstengraben 1) seine öffentliche Antrittsvorlesung. Brügmann spricht über "Numerische Relativitätstheorie: Schwarze Löcher im Computer". Gäste sind herzlich willkommen, Eintritt frei.

Kontakt:
Prof. Dr. Bernd Brügmann
Theoretisch-Physikalisches Institut der Universität Jena
Fröbelstieg 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947120
E-Mail: B.Bruegman (at) tpi.uni-jena.de

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