Gravitationswellen im Supercomputer simulieren

Rechenzeit im Wert von mehr als 1 Mio Euro für Frankfurter Physiker

Veröffentlicht am: Donnerstag, 10. November 2016, 17:35 Uhr (285)

FRANKFURT.Der Theoretische Physiker Prof. Luciano Rezzolla erhält für die Simulation von Gravitationswellen aus kollidierenden Neutronensternen im kommenden Jahr 60 Millionen CPU-Stunden am Supercomputer superMUC des Leibniz-Rechenzentrums in Garching bei München. Die Rechenzeit im Wert von mehr als einer Million Euro wurde ihm in einem hoch kompetitiven Wettbewerb von der Gauss Allianz zugesprochen. Die Gauss Allianz ist ein Zusammenschluss mehrerer Rechenzentren, der Wissenschaftlern in Deutschland die effiziente Nutzung von Hochleistungsrechnern ermöglicht.

Doppelsternsysteme aus Neutronensternen sind einzigartige Laboratorien für fundamentale physikalische Gesetze. In ihrem Kern sind die Teilchen stärker komprimiert als in einem Atomkern. Kein physikalisches Experiment auf der Erde kann die extreme Dichte, Temperatur und Gravitationskraft im Inneren eines solchen Sterns reproduzieren. Als Alternative bleibt die Simulation im Computer. Dazu müssen allerdings die Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie zusammen mit denen der relativistischen Hydrodynamik und der Magnetohydrodynamik gelöst und mit der komplexen Mikrophysik beim Verschmelzen zweier Neutronensterne kombiniert werden. Dies erfordert aufwändige numerische Simulationen.

Das Projekt von Luciano Rezzolla, Professor für Theoretische Astrophysik an der Goethe-Universität, hat zwei Schwerpunkte: Erstens simuliert er die Gravitationswellen von Neutronensterne, die einander in spiralförmigen Bewegungen umkreisen; zweitens untersucht er Zusammenhänge zwischen fusionierenden Neutronensternen und ihren elektromagnetischen Gegenstücken. „Die Simulationen sollen dabei helfen, die entsprechenden Signale von Gravitationswellen aufzuspüren, die vielleicht schon nächstes Jahr in den Detektoren LIGO und Virgo gemessen werden“, so Rezzolla. „Wir hoffen, dass wir dann die Natur und den Aufbau von Neutronensternen besser verstehen und insbesondere etwas über die Zustandsgleichung bei extrem hoher Kerndichte erfahren.“

Informationen: Prof. Luciano Rezzolla, Institut für  Theoretische Physik, Campus Riedberg, Tel.: (069)798-47871, rezzolla@th.physik.uni-frankfurt.de.