ORIGINS-Überblick

Ist Leben jenseits der Erde wahrscheinlich? Das Verständnis der Entwicklung unseres Universums vom Urknall bis zur Entstehung von Leben ist wohl die größte fundamentale und intellektuelle Herausforderung der Menschheit. In einer einzigartigen Zusammenarbeit zwischen Bio-, Astro- und Teilchenphysikern wird ORIGINS die Geschichte und detaillierte Struktur des Universums erforschen und Antworten auf die Frage nach dem Ursprung des Lebens auf der Erde und anderswo suchen.

Komplexe Strukturen im Universum entspringen stark miteinander wechselwirkenden Prozessen. Fundamentale Teilchen und ihre Wechselwirkungen bilden die Grundlage und entstehen ihrerseits aus noch unbekannten fundamentaleren Prinzipien. Kleinste primordiale Quantenfluktuationen waren die Saatkörner für die größte Struktur des Alls, dem durch dunkle Materie dominierten kosmischen Netzwerk. Dunkle Materie bestimmt die Entstehung der Galaxien, in denen Gas zu Sternen kondensiert.

Die Sterne erzeugen schwere Elemente, die Basis für organische Moleküle und Staub. In protoplanetaren Scheiben, Nebenprodukten der Sternbildung, wächst dieser Sternenstaub zu Planeten. Die Planetenentstehung bestimmt wiederum die Entstehung erster prebiotischer Moleküle und des Lebens.

Das Verbinden dieser komplexen Prozesse zu einem konsistenten Bild braucht Wissenschaftler mit Expertise in Teilchen-, Astro- und Biophysik und mit Engagement jenseits ihrer eigenen Disziplinen. München/Garching mit den Universitäten, LMU und TUM, den Max Planck Instituten, ESO und LRZ bietet dafür ein weltweit führendes und einzigartiges Umfeld.

Aufbauend auf dem UNIVERSE Cluster generieren wir fünf fokussierte Forschungsfelder als Kern von ORIGINS. Sie sind durch das „Vernetzte Universum“ verbunden, einer neuen Schlüsselstruktur. Connectoren behandeln komplexe, übergreifende Themen, aufbauend auf interdisziplinärer Expertise und Zusammenarbeit. So entstehen neue Technologien und neue theoretische und numerische Konzepte für ORIGINS Fragen. Beispiele sind die Verbindung zwischen Planetenbildung und den ersten prä-biotischen Molekülen oder zwischen der fundamentalen Natur der Dunklen Materie und der kosmischen Strukturbildung.

Das ORIGINS Data Science Lab ist eine neue Infrastruktur, essentiell für die Analyse komplexer numerischer Simulationen und die Nutzung riesiger Daten. Wir werden die ersten Zyklen Darwin’scher molekularer Entwicklung im Eis, Staub und Sequenzierungslabor nachvollziehen und Forschung durch ein Labor für modernste Elektronik- und Detektorentwicklung, durch neue Instrumente und ein dezidiertes Hochleistungsrechenzentrum unterstützen.

Durch Fellow-Gruppen und spezielle Lehrveranstaltungen werden wir eine neue Wissenschaftlergeneration für die interdisziplinären Herausforderungen des „Vernetzten Universums“ prägen. Aufbauend auf der großen Erfahrung und der einmaligen Vernetzung in UNIVERSE werden wir unser Gender und Diversity Management ausbauen und die ORIGINS Wissenschaft öffentlich und in Schulen vermitteln.