FORSCHUNG
Faszinierender Riese: Der Planet Saturn könnte aus einer sich immer mehr verdichtenden Gaswolke entstanden sein.
Giganten aus Staub und Gas Mit komplexen und rechenintensiven Modellen untersuchen Astrophysiker, wie Gasplaneten und Schwarze Löcher im Universum entstehen. Dabei finden sie Antworten, die an den Grundlagen der Physik rütteln. Von Felix Würsten Es sind die fundamentalen Kräfte im Universum, mit denen sich der Astrophysiker Lucio Mayer, Assistenzprofessor am Institut für Theoretische Physik der Universität Zürich, in seiner Arbeit beschäftigt: die Anziehung der Masse durch die Gravitation, die Aufnahme und Abgabe von Energie durch Strahlung, die Bewegung von Gasen gemäss den Regeln der Gasdynamik und
die gegenseitige Beeinflussung der Himmelskör per durch Magnetfelder. Anhand dieser Elemen te lässt sich erklären, wie im Kosmos so unter schiedliche Objekte wie Galaxien, Sterne, Plane ten oder Schwarze Löcher entstehen. Die physikalischen Gesetze, nach denen diese Kräfte wirken, sind im Grundsatz schon lange bekannt. Doch wenn man sie im konkreten Fall
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magazin 4/13
auf die erwähnten Objekte anwenden will, erwei sen sie sich als äusserst sperrig. Eine ganze Serie von nichtlinearen Gleichungen braucht es, um das Zusammenspiel der Kräfte mathematisch zu beschreiben. Und diese Gleichungen wiederum lassen sich eben nur schwer handhaben, weil sie alle voneinander abhängen und sich Änderungen in der einen Gleichung auf die anderen auswir ken. Einen Ausweg aus dieser verfahrenen Situ ation bieten numerische Modelle: Mit ihnen lässt sich das Wirrwar der Abhängigkeiten entflechten, indem alle Gleichungen simultan gelöst werden. Wie sich Gaswolken verdichten Eine Forscherin, die dank solchen Modellen neue Einsichten in die Vorgänge im Kosmos gewinnen
Bild: NASA/JPL/Space Science Institute