Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik

Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik

Das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) hat sich seit seiner Gründung im Jahr 1995 als international führendes Forschungszentrum etabliert. Hier wird das gesamte Spektrum der Gravitationsphysik erforscht – von den riesigen Dimensionen des Kosmos bis hin zu den unvorstellbar winzigen Abmessungen der Strings. Die Vereinigung aller dieser wichtigen Forschungszweige unter einem Dach ist weltweit einzigartig. Am Institut werden die mathematischen Fundamente von Einsteins Beschreibung der Raumzeit und Gravitation untersucht und weiterentwickelt. Auch nach einer Theorie, die Quantenfeldtheorie und Allgemeine Relativitätstheorie vereint, wird gesucht. Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen erforschen darüber hinaus Gravitationswellen, Neutronensterne, schwarze Löcher, das Zweikörperproblem der Allgemeinen Relativitätstheorie und analytische und numerische Lösungen von Einsteins Gleichungen. Damit tragen sie zur Entwicklung einer völlig neuen Astronomie bei, die mit dem ersten Nachweis von Gravitationswellen auf der Erde am 14. September 2015 begonnen hat.
Forschungsschwerpunkte am Teilinstitut in Hannover sind die Analyse von Gravitationswellendaten aus dem internationalen Netzwerk sowie die Entwicklung und der Bau von Gravitationswellen-Detektoren.

Kontakt

Am Mühlenberg 1
14476 Potsdam-Golm
Telefon: +49 331 567-70
Fax: +49 331 567-7298

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):

IMPRS on Gravitational Wave Astronomy

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren bzw. Direktorinnen und in den Forschungsgruppen.

Abteilung Astrophysikalische und Kosmologische Relativitätstheorie

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Abteilung Numerische und Relativistische Astrophysik

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Abteilung Quantengravitation und vereinheitlichte Theorien

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Abteilung Astrophysikalische Relativitätstheorie

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zwei in grellem Blau leuchtende und diffuse Kugeln umkreisen sich sehr eng, aus der Mitte heraus sticht ein grüner Strahl nach oben und unten

Computersimulation erklärt, warum verdrillte Magnetfelder in verschmelzenden Neutronensternen für grelle Gammastrahlenblitze verantwortlich sind

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rot-bläulich verwirbelter Fleck auf schwarzem Hintergrund

Ein internationales Forschungsteam modelliert zum ersten Mal gleichzeitig die verschiedenen Signaturen einer Kilonova-Explosion

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Neuer energieeffizienter Hochleistungs-Rechencluster für das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Potsdam

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Aufwändige numerische Simulation bringt Licht ins Dunkel kosmischer Extremsituationen

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Eigentlich dürfte es nicht existieren: ein schwarzes Loch mit der 85-fachen Masse unserer Sonne. Doch genau das haben Astronomen aufgespürt. Demnach war dieses Schwergewicht Teil eines Doppelsystems, ehe es mit seinem ebenfalls recht massiven Partner verschmolz. Das dabei ausgelöste Beben der Raumzeit sandte Gravitationswellen aus, welche die Forschenden des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik in Potsdam und Hannover vor so manches Rätsel stellen.

Mit dem Nachweis des Higgs-Teilchens gelang am Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider ein großer Wurf. Andere erwartete oder unerwartete Entdeckungen, mit denen die Physik das Erscheinungsbild unserer Welt erklären wollte, blieben dagegen aus. Nun suchen auch Hermann Nicolai, Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Potsdam, und Siegfried Bethke, Direktor am Max-Planck-Institut für Physik in München, neue Perspektiven für die Teilchenphysik.

Es ist die Frage aller wissenschaftlichen Fragen: Wie ist das Universum entstanden? Jean-Luc Lehners vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Potsdam-Golm geht sie mit modernsten mathematischen Werkzeugen an und untersucht dabei auch die Möglichkeit, dass es ein Vorläuferuniversum gab.

Das Projekt Einstein@Home ermöglicht es jedermann, am eigenen PC, Laptop oder Smartphone nach Gravitationswellen zu suchen und damit selbst zum Entdecker zu werden. Bruce Allen, Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover, hat dieses Citizen-Science-Projekt begründet. Mittlerweile spürt die Software in den Big Data außerdem Pulsare auf. An dieser Fahndung sind auch Forscher des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn beteiligt.

Schwarze Löcher gehören zum festen Inventar der Science-Fiction-Literatur. Tatsächlich gibt es im Universum kaum einen extremeren Ort. Diese Massemonster verschlucken alles, was ihnen zu nahe kommt: Licht ebenso wie Gas, Staub und sogar ganze Sterne. Das klingt recht einfach. Doch die Natur von schwarzen Löchern ist vertrackt. Maria Rodriguez, Minerva-Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Golm, will das eine oder andere Rätsel der kosmischen Exoten lösen.

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Fundamentale Wechselwirkungen aus der Sicht komplexer Systeme

2021 Heller, Michal P.

Quantenphysik Teilchenphysik

Einstein revolutionierte unsere Vorstellung der Gravitation, als er sie als Geometrie von Raum und Zeit beschrieb. Etwa zwanzig Jahre nach diesen bahnbrechenden Arbeiten war Einstein an der Entdeckung eines Phänomens beteiligt, das wir heute Verschränkung nennen. Es liegt zum Beispiel einem Quantencomputer zugrunde. Interessanterweise wurde die quantenphysikalische Verschränkung jüngst auch bei dem Verständnis der Schwerkraft einer der zentralen Begriffe – ein Beispiel für eine breitere Erforschung der fundamentalen Wechselwirkungen aus der Sicht komplexer Systeme. 

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Multimessenger-Astronomie und numerische Relativitätstheorie

2019 Shibata, Masaru

Astronomie Astrophysik Teilchenphysik

Die Beobachtung eines astrophysikalischen Phänomens in verschiedenen elektromagnetischen Frequenzbereichen und mit Gravitationswellen ist erst seit kurzem möglich. Diese neue Multimessenger-Astronomie kann dazu beitragen, einige seit langem offene Fragen in der Physik zu beantworten: Wie sehen Neutronensterne im Innern aus? Wie sind Gold und die anderen schweren Elemente entstanden? Aufwändige numerisch-relativistische Simulationen astronomischer Großereignisse können hier Licht ins Dunkel bringen.

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Erstmals Gravitationswellen kollidierender Neutronensterne gemessen

2017 Dietrich, Tim

Astronomie Astrophysik Teilchenphysik

Mehr als 100 Jahre nach der Formulierung der Allgemeinen Relativitätstheorie durch Albert Einstein und mehr als 30 Jahre nach der ersten Entdeckung eines Doppelneutronensternsystems konnte erstmalig das Gravitationswellensignal kollidierender Neutronensterne gemessen werden. Die Messung der abgestrahlten Gravitationswellen und ihres elektromagnetischen Fingerabdrucks stellt einen Durchbruch auf dem Forschungsfeld der Multimessenger-Astronomie dar.

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Quantengravitation und Vereinheitlichung

2016 Nicolai, Hermann

Astronomie Astrophysik Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Die Allgemeine Relativitätstheorie und das Standardmodell der Teilchenphysik beschreiben physikalische Phänomene über gewaltige Abstände hinweg richtig und sind dennoch unvollständig. Um zu verstehen, was im Inneren eines Schwarzen Loches oder beim Urknall „passiert“, wird nach einer neuen vereinheitlichten Theorie gesucht, die das Standardmodell und die Gravitationstheorie als Grenzfälle enthält, deren mathematische Widersprüche aber überwindet. Möglicherweise können Symmetriebetrachtungen hier weiterhelfen.

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Stabil oder nicht stabil? Eine Raumzeit auf dem Prüfstand

2015 Maliborski, Maciej; Schell, Christian

Astronomie Astrophysik Quantenphysik Teilchenphysik

Die Stabilität von Lösungen der Einstein'schen Feldgleichungen ist essentiell für ihre physikalische Interpretation. Ihre Untersuchung ist allerdings eine mathematische Herausforderung. Eine in der theoretischen Physik vielverwendete Lösung ist der Anti-de-Sitter-Raum (AdS); Erkenntnisse zu seiner Stabilität wurden jedoch erst jüngst erzielt. Dieser Überblicksartikel fasst den aktuellen Stand der Forschung bezüglich dieser Frage zusammen, insbesondere zur Koexistenz von stabilen und instabilen Bereichen.

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