Forschung

Astrophysik boomt. Leuchtende Beweise dafür sind die Nobelpreise im vergangenen Jahrzehnt.

Heute stehen wir an der Schwelle zu grundlegend neuen Erkenntnissen über die Natur des Universums. Astrophysik verbindet alle Facetten moderner Technologien und ist Treiber wirtschaftlicher Entwicklung. Die Gründung eines Deutschen Zentrums für Astrophysik (DZA) mit internationaler Strahlkraft ist ein wesentlicher Impuls für einen zukunftsweisenden Wandel in der Lausitz.

Die Idee des DZA

Die Idee für das Deutsche Zentrum für Astrophysik und die daraus abgeleitete Mission bringt dieser Film in wenigen Minuten auf den Punkt. Was treibt die Forschenden an und warum sind die beiden großen Fragen der Menschheit "Wo kommen wir her?" und "Wo gehen wir hin?" Antrieb für Faszination und Forschung? Wir haben die Antworten in gerade mal 195 Sekunden verpackt. Viel Vergnügen.

Astrophysik

Forschung an der Grenze des Machbaren

Neue Observatorien empfangen verschiedene „Boten“ des Universums, wie zum Beispiel Lichtsignale verschiedener Wellenlängen. Es sind nicht mehr nur optische Teleskope, die Informationen über unseren Kosmos liefern: Zu den „Augen“ der Astronomie sind sozusagen „Ohren“ hinzugekommen. Astrophysiker messen kosmische Strahlung, Neutrinos und jetzt auch Gravitationswellen – den Widerhall spektakulärer Ereignisse in den Tiefen des Weltraums. Dazu brauchen die Forschenden empfindlichste und genaueste Messtechniken – und eine ideale, störungsfreie Umgebung, wie wir sie im Granitstock der Lausitz finden.

Es entsteht ein astrophysikalisches Institut von Weltrang, das sich an internationalen Großforschungsinfrastrukturen beteiligen und somit Deutschland als Wissenschaftsstandort im internationalen Wettbewerb signifikant stärken wird. Vor allem am Anfang werden wir einen Schwerpunkt auf die Radioastronomie und Untersuchungen des dynamischen Universum legen sowie mit Gravitationswellen das Ökosystem kompakter astronomischer Objekte studieren.

Datenwissenschaften

Grundlage und Baustein moderner Forschung

Datenströme von verschiedenen astronomischen Observatorien in der ganzen Welt werden in Sachsen zusammenlaufen. Diese Datenmengen bedeuten ein Vielfaches der Größe des heutigen gesamten Internets. Wir bändigen diese enorme Datenflut mit neuen Technologien. So beschleunigen wir die Digitalisierung und sorgen für eine ressourceneffiziente, moderne Gesellschaft.

Für die Astrophysik spielt das Wissenschaftliche Rechnen bei der Verbesserung unseres Verständnisses des Universums und der Prüfung theoretischer Modelle eine entscheidende Rolle. Damit ist es eine unabdingbare Voraussetzung für die Forschungssäule der Datenwissenschaften im DZA, was die Verleihung des Physik Nobelpreises 2024 an zwei Pioniere des maschinellen Lernens weiter unterstreicht. Ihre grundlegenden Arbeiten werden die wissenschaftlichen Säulen des DZA maßgeblich prägen: Astrophysik, Instrumenten-Entwicklung und Wissenschaftliches Rechnen.

Schon in der Aufbauphase des DZA werden die Grundlagen für zukünftige Durchbrüche gelegt werden in dem vor allem bei Algorithmen für schnelles und grünes Online- und Offline Computing sowie smarte Sensoren geforscht werden wird. Frühzeitig wird hier die Brücke zur Radioastronomie und dem zukünftigen Square Kilometre Array Observatory (SKAO) gelegt werden.

Technologie

Im Maschinenraum des Fortschritts

Fortschritte in der Entwicklung neuer Technologien treiben wissenschaftliche Durchbrüche, Innovationen und Kooperationen mit Industriepartnern an. Sie erlauben es der deutschen Astrophysik-Community, sich an nationalen und internationalen Vorhaben zu beteiligen und eine Vorreiterrolle zu übernehmen.

In der Aufbauphase des DZA werden wir die strategischen und technischen Grundlagen für die entsprechenden DZA-Aktivitäten legen und früh Laborräume im Institut für Technologieentwicklung mit optischem, mechanischem, elektronischem Equipment ausstatten. Außerdem wollen wir Vakuum- und Kryotechnik installieren.

Wir bauen ein Technologiezentrum auf, in dem unter anderem neue Halbleitersensoren, Siliziumoptiken und Steuerungstechniken für Observatorien entwickelt werden.

Erfahre mehr

Unsere Vorhaben in der Mitte Europas – und darüber hinaus

Untergrund erkunden

Forschung im Schatz der Lausitz

Der unterirdische Granitstock der Lausitz beherbergt einen wahren Schatz für die Wissenschaft: seismische Ruhe. Wo seismische Wellen sonst permanent die Erdoberfläche durchdringen, bietet die besondere Geologie der Lausitz erstklassige Bedingungen für die Entwicklung von Mess- und Produktionstechnologien und neuartigen Gravitationswellendetektoren.

Wir erkunden diesen Schatz mit oberirdischen Messungen und wir erheben auch Daten tief in der Erde. Dafür wurden in der sorbischen Gemeinde Ralbitz-Rosenthal im Ortsteil Cunnewitz Probebohrungen vorgenommen. Weitere sollen in der Lausitz folgen

Wandel begleiten und gestalten

Transformationsforschung

Das DZA ist sich seiner Verantwortung bewusst, einen zentralen Beitrag zum Strukturwandel und zur nachhaltigen Entwicklung der Lausitz zu leisten. Hierzu wird die Abteilung Transformationsforschung des DZA die Ansiedlung des Zentrums in der Region wissenschaftlich begleiten, den transformativen Wandel mitgestalten sowie Empfehlungen für die Struktur- und Wissenschaftspolitik ableiten.

Die Abteilung arbeitet dabei mit wissenschaftlichen Akteuren auf dem Gebiet der regionalen Transformation zusammen, die das Konzept der Transformationsforschung im DZA frühzeitig initiiert und mitgeprägt haben. Zu diesem Partnernetzwerk gehören die Technische Universität Dresden (TUD), die Hochschule Zittau/Görlitz (HSZG), das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR), das Institut für Sächsische Geschichte und Volkskunde (ISGV) sowie das Sorbische Institut (SI).

Forschen in der Tiefe

Low Seismic Lab

Wir bauen ein unterirdisches Forschungslabor 200 Meter tief in Granitgestein. Um das Labor herum wird ein seismischer Käfig von einem Quadratkilometer Größe Verwerfungen aufspüren und korrigieren. Damit schaffen wir einen Ort der absoluten Ruhe: den "seismischen Nullpunkt". Das Low Seismic Lab ist ein Forschungs- und Entwicklungslabor für die Entwicklung von Instrumenten für die Gravitationswellenastronomie.

Visualisierungen des Einsteinteleskops und des Square Kilometre Array Oberservatory

Ins All lauschen und besser sehen

Einstein Telescope und SKAO

Über das DZA hinaus untersuchen wir die Eignung der Lausitz als Standort für das Einstein-Teleskop, ein geplantes europäisches Gravitationswellen-Observatorium im Untergrund. Wir halten die Lausitz mit ihrer Lage in der Mitte Europas, ihrem starken universitären und industriellen Umfeld und der einzigartigen Ruhe ihres Granitgesteins für einen besonders geeigneten Ort.

Außerdem beteiligen wir uns mit zwei Teleskopen am Square Kilometre Array Observatory in Botswana und Südafrika an einem neuen Superteleskop.

Low Seismic Lab

Untergrundlabor im Schatz der Lausitz

Mit dem Low Seismic Lab (LSL) entsteht in der Lausitz ein Untergrundlabor – in absoluter Ruhe. Seismische Störungen und Geräusche jeder Natur sollen in dem Labor im Granitstock in 200 Metern Tiefe außen vor bleiben. So können extrem präzise Messtechnik und neue Technologien entwickelt und unter Extrembedingungen getestet werden. Die Astronomie von morgen entwickelt ihre Innovationen in der Lausitz.

Unsere Mission

Forschung

Die Idee des DZA

Astrophysik

Datenwissenschaften

Technologie

Unsere Vorhaben in der Mitte Europas – und darüber hinaus

Forschung im Schatz der Lausitz

Transformations­forschung

Low Seismic Lab

Einstein Telescope und SKAO

Low Seismic Lab

Transformationsforschung