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Dr. Andreas Müller,
Wissenschaftlicher Manager

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Forschung am Universe Cluster

Der Forschungsgegenstand am Exzellenzcluster ist das Universum: Wie es entstanden ist, wie es sich bis heute entwickelt hat und künftig weiterentwickeln wird. Wissenschaftlich betrachtet unterteilt sich diese übergeordnete Fragestellung in viele Einzelthemen, die im Exzellenzcluster Universe sieben Forschungsgebieten (Research Areas) zugeordnet werden:

A: Wie verhalten sich Materie und Kräfte bei höchsten Energien?

B: Welche sind die Symmetrien des frühen Universums?

C: Woher kommen die Teilchenmassen und ihre Hierarchie?

D: Welche Phasenübergänge spielten sich im frühen Universum ab?

E: Was ist die Natur der Dunklen Materie und der kosmischen Beschleunigung?

F: Wie entstanden die sichtbaren Strukturen des Universums?

G: Wie entstanden die chemischen Elemente im Universum?

Die Fragen von A bis G spiegeln die Entwicklungsschritte im Universum wider. Wenn man die Zeitskala betrachtet, fällt auf, dass den ersten drei Minuten nach dem Urknall besondere Bedeutung zukommt: Gleich vier Forschungsgebiete befassen sich mit den Vorgängen, die in dieser extrem kurzen Zeitspanne stattgefunden haben. Denn in diesen drei Minuten entstanden alle Bausteine des heute 13,8 Milliarden Jahre alten Universums: Raum, Zeit und Materie.

Bis heute gibt es keine gesicherten Erkenntnisse, was sich in den ersten Sekundenbruchteilen nach dem „Big Bang“ abgespielt hat (A). Dennoch haben die Kosmologen eine gute Vorstellung von der Evolution des Universums. Zunächst entstanden Teilchen und Kräfte, später die ersten chemischen Elemente Wasserstoff, Helium und Lithium (B, C, D).

Aus diesem Materiegemisch bildeten sich Sterne, Schwarze Löcher und Galaxien (E, F). Sterne und Sternexplosionen sind die chemischen Fabriken des Weltraums: Sie sorgen für den beständigen Nachschub von Elementen wie Sauerstoff, Kohlenstoff, Silizium und Eisen bis hin zu den schweren Uran-Atomen (G).

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