Überschallgasströmungen als Überbleibsel aus dem Urknall steuern die Bildung massereicher Schwarzer Löcher

Ein massereicher Stern entsteht: Projektion der Dichteverteilung der dunklen Materie (Hintergrund und oberes Bild) sowie der interstellaren Materie (die drei unteren Bilder). Abbildungen: Shingo Hirano, Takashi Hosokawa, Naoki Yoshida, Rolf Kuiper.

Forscherteam unter Beteiligung der Universität Tübingen entwirft ein Szenario im frühen Universum, das die Existenz der rätselhaften supermassereichen Objekte erklären könnte

Jüngeren Entdeckungen zufolge sind in einer Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren supermassereiche Schwarze Löcher zu finden – sie entstanden bereits im frühen Universum. Schwarze Löcher bestehen aus einer derart kompakten Masse, das die von ihr erzeugte Schwerkraft in der Umgebung alle Materie und Energie in die Löcher hineinzieht. Als supermassereich oder supermassiv werden Objekte mit einer mindestens 100.000-fachen Masse unserer Sonne bezeichnet. Bisher stellte die schnelle Entstehung der supermassiven Schwarzen Löcher, möglicherweise nur einige Hundert Millionen Jahre nach dem Urknall, die Forschung vor Rätsel. Nun ist es einem internationalen Forscherteam unter Beteiligung von Dr. Rolf Kuiper vom Institut für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen gelungen, das Rätsel mithilfe einer Supercomputer-Simulation zu lösen: Gasströme mit Überschallgeschwindigkeit, die sich schon beim Urknall formierten, können die Bildung von schnell wachsenden massiven Schwarzen Löchern verursachen. Die neue Studie wird in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

„Diese Erkenntnis ist ein bedeutender Fortschritt“, sagt der Autor Dr. Shingo Hirano, der zurzeit an der University of Texas in Austin forscht. Eine Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren entspricht dem Zustand des sich immer weiter ausdehnenden Universums zu einer Zeit, als es erst fünf Prozent des heutigen Alters erreicht hatte. Bestehende Theorien zur Bildung und Entwicklung der Schwarzen Löcher in dieser gewaltigen Entfernung von der Erde griffen nicht, weil auch wenig über die beteiligten physikalischen Mechanismen bekannt ist. In theoretischen Studien hatten Forscher bisher vermutet, dass sich die Schwarzen Löcher aus Überresten der ersten Sternengeneration nach dem Urknall gebildet haben könnten oder direkt durch einen Gravitationskollaps einer frühen massereichen Gaswolke. Doch zeigte sich, dass die Prozesse viel zu lange dauern würden, um in kurzer Zeit supermassive Schwarze Löcher zu formen, oder zumindest hätte dies sehr spezielle Bedingungen erfordert.

Keim für ein extrem schnelles Sternenwachstum

Das Forscherteam entdeckte einen vielversprechenden physikalischen Prozess, durch den sich ein massives Schwarzes Loch schnell genug bilden könnte. Den Schlüssel bilden Überschallgasströmungen, die mit dunkler Materie wechselwirken. Dunkle Materie ist nicht sichtbar, Forscher können ihre Existenz nur indirekt erschließen. Die Supercomputer-Simulation des Forscherteams ergab, dass sich ein massiver Klumpen dunkler Materie 100 Millionen Jahre nach Entstehung des Universums gebildet hatte. Die dunkle Materie fing Gasströme mit Überschallgeschwindigkeit ein, die beim Urknall entstanden waren. Es bildete sich eine dichte, turbulente Gaswolke. Im Inneren begann sich ein Protostern, ein Vorstadium eines Sterns, zu entwickeln. „Im umgebenden Gas war mehr als genug Material, das er aufnehmen konnte. Der Stern wuchs in kürzester Zeit zu extremer Größe heran, ohne viel Strahlung abzugeben“, sagt Rolf Kuiper, der an der Universität Tübingen eine Emmy Noether-Forschungsgruppe zur Bildung der massivsten Sterne im heutigen Universum leitet.

Als der Stern die 34.000-fache Masse unserer Sonne erreicht hatte, kollabierte er aufgrund seiner eigenen Schwerkraft und hinterließ ein massives Schwarzes Loch. Solche massiven Schwarzen Löcher aus dem frühen Universum wuchsen weiter oder verschmolzen zu supermassiven Schwarzen Löchern. „Unseren Berechnungen zufolge müsste in jeder Richtung ein massives Schwarzes Loch in drei Milliarden Lichtjahren zu finden sein – dieser Wert deckt sich bemerkenswert gut mit der beobachteten Dichte supermassiver Schwarzer Löcher“, sagt Dr. Hirano.

Die Forscher gehen davon aus, dass die Studienergebnisse eine wichtige Grundlage für weitere Untersuchungen an massiven Schwarzen Löchern bilden. Denn davon, so hoffen sie, werden noch viele weitere entdeckt im weit entfernten Universum, sobald im kommenden Jahr das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA ins All geschossen wird und Daten liefert.

Publikation:

Shingo Hirano, Takashi Hosokawa, Naoki Yoshida, Rolf Kuiper: Supersonic Gas Streams Enhance the Formation of Massive Black Holes in the Early Universe. Science, 29. September 2017. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aai9119  

Kontakt:

Dr. Rolf Kuiper

Universität Tübingen

Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Astronomie und Astrophysik

rolf.kuiper[at]uni-tuebingen.de

40 Jahre Biotechnologie am Forschungszentrum Jülich – eine Erfolgsgeschichte

Jülich, 28. September 2017 – Wichtige Entdeckungen, zahlreiche Preise, Millionenförderungen, erfolgreiche Ausgründungen – Gründe genug, das 40-jährige Bestehen des Instituts für Biotechnologie im Forschungszentrum Jülich mit einem Festakt zu begehen. "Die Biotechnologie ist eine Schlüsseldisziplin für ein nachhaltiges Wirtschaften. In vier Jahrzehnten Forschung im Bereich der Weißen Biotechnologie hat sich Jülich zu einem Zentrum mit herausragender Expertise entwickelt. Das Bundesforschungsministerium hat die Jülicher Forscher hierbei unterstützt und wird dies auch zukünftig tun", sagte Thomas Rachel MdB, Parlamentarischer Staatssekretär im Bundesforschungsministerium (BMBF) und Festredner in der Feierstunde zum Jubiläum am diesjährigen "Jülich Biotech Day".

Der Jülicher Vorstandsvorsitzende Prof. Wolfgang Marquardt erinnerte in seinem Grußwort nicht nur an die 40-jährige Erfolgsgeschichte des Instituts – er warf auch einen Blick in die Zukunft. "In der neuen Strategie des Forschungszentrums nimmt die Biotechnologie im strategischen Forschungsfeld ,Nachhaltige Bioökonomie‘ eine zentrale Stellung ein. Für ein zukunftsfähiges, nachhaltiges Wirtschaftssystem müssen wir erforschen, wie wir Mikroorganismen und Enzyme zur Gewinnung unterschiedlichster Bioprodukte aus nachwachsenden Rohstoffen nutzen können."

Auf dem Weg zu diesem Ziel haben sich gerade Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler der Jülicher Biotechnologie immer wieder mit innovativen Ideen und Projekten hervorgetan: So wurden die Juniorprofessorinnen Julia Frunzke und Dörte Rother – beide Trägerinnen des Jülicher Exzellenzpreises – in diesem Jahr mit einem Starting Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC) ausgezeichnet; Dr. Jan Marienhagen erhielt den Grant, mit dem bahnbrechende wissenschaftliche Vorhaben über fünf Jahre mit bis zu 1,5 Millionen Euro gefördert werden, im Jahr 2015. Ein Beispiel aus jüngster Zeit für eine erfolgreiche Ausgründung ist das Unternehmen "SenseUp" von Georg Schaumann und Stephan Binder. Die beiden Forscher entwickelten eine Sensortechnologie, mit der sich schnell und effizient hochproduktive Mikroorganismen finden lassen, die aus nachwachsenden Rohstoffen wertvolle Grundbausteine für Nahrungs- und Lebensmittel herstellen.

40 Jahre nach seiner Gründung arbeitet und forscht am Jülicher Institut für Biotechnologie ein interdisziplinäres Team aus Biologen, Biochemikern, Chemikern, Informatikern, Mathematikern, Physikern und Ingenieuren. "Die besondere Stärke des IBG-1 ist die enge Verknüpfung von Grundlagenforschung und angewandter Forschung. Sie wird auch in Zukunft unser Leitbild und Basis unserer Innovationskraft sein", stellte Prof. Michael Bott fest, seit 2007 Direktor des Instituts. "Unser Ziel war und ist ein detailliertes molekulares Verständnis der Mikroorganismen und Enzyme, die als Biokatalysatoren genutzt werden können, um Basis- und Feinchemikalien, Pharmazeutika und Proteine nachhaltig herzustellen", ergänzte Prof. Wolfgang Wiechert, seit 2009 Direktor des Instituts.

Neben dem eigentlichen Institut für Biotechnologie zählen auch die Institute für Molekulare Enzymtechnologie (IMET) und für Bioorganische Chemie (IBOC) der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, beide auf dem Campus des Forschungszentrums, zur Jülicher Biotechnologie. Die drei Institute sind wiederum Teil des "Bioeconomy Science Center" (BioSC), zu dem sich 2010 Forscher der Universitäten Aachen, Bonn und Düsseldorf sowie des Forschungszentrums zusammengeschlossen haben.

Daten und Fakten:

• 1977 wurde das erste Institut für Biotechnologie (IBT-1) des Forschungszentrums Jülich gegründet mit dem Fokus auf angewandter Mikrobiologie. Zwei Jahre später das IBT-2 mit einem Schwerpunkt auf industriell nutzbaren Bioprozessen. Im Laufe der Jahre kamen zwei Biotechnologie-Institute der Universität Düsseldorf auf dem Jülicher Campus hinzu: 1986 das Institut für Enzymtechnologie (IET, ab 2002 das Institut für Molekulare Enzymtechnologie, IMET) sowie 2004 das Institut für Bioorganische Chemie (IBOC). 2010 wurden IBT-1 und 2 im neuen Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Biotechnologie (IBG-1) vereinigt.
• Jährlich erscheinen durchschnittlich 70 Aufsätze Jülicher Biotechnologen in Peer-Review-Journalen.
• In den vergangenen 40 Jahren nahmen mehr als 30 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Jülicher Biotechnologie-Institute einen Ruf an eine Universität oder Forschungseinrichtung im In- und Ausland an.

Feierten gemeinsam 40 Jahre Biotechnologie im Forschungszentrum Jülich: Prof. Jörg Pietruszka (Institutsleiter IBOC Düsseldorf), Prof. Wolfgang Marquardt (Vorstandsvorsitzender des Forschungszentrums Jülich), Prof. em. Christian Wandrey (ehem. Leiter des IBT-2), Thomas Rachel MdB (Forschungsstaatssekretär im BMBF), Prof. em. Hermann Sahm (ehem. Leiter des IBT-1), Prof. Sang Yup Lee (Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Südkorea), Prof. Wolfgang Wiechert (Institutsleiter IBG-1), Prof. Karl-Erich Jaeger (Institutsleiter IMET Düsseldorf) , Prof. Frances Arnold (California Institute of Technology (Caltech), USA) und Prof. Michael Bott (Institutsleiter IBG-1).

Copyright: Forschungszentrum Jülich

Weitere Informationen:

Jülich Biotech Day (Konferenz)

Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Biotechnologie (IBG-1)

Institut für Molekulare Enzymtechnologie (IMET)

Institut für Bioorganische Chemie (IBOC)

Webseite des Bioeconomy Science Center (BioSC)

Meldung Starting Grant von Dr. Jan Marienhagen

Meldung zum Starting Grant für Jun.-Prof. Julia Frunzke und Jun.-Prof. Dörte Rother

Ansprechpartner:

Prof. Michael Bott
Direktor Institut für Bio- und Geowissenschaften, 
Bereich Biotechnologie (IBG-1)
Tel.: 02461 61-3294
E-Mail: m.bott@fz-juelich.de

Prof. Wolfgang Wiechert
Direktor Institut für Bio- und Geowissenschaften, 
Bereich Biotechnologie (IBG-1) 
Tel.: 02461 61-5557
E-Mail: w.wiechert@fz-juelich.de

Prof. Jörg Pietruszka
Direktor Institut für Bio- und Geowissenschaften, 
Bereich Biotechnologie, Bioorganische Chemie (IBOC)
Tel.: 02461 61-4158
E-Mail: j.pietruszka@fz-juelich.de

Prof. Karl-Erich Jaeger
Direktor Institut für Bio- und Geowissenschaften, 
Bereich Biotechnologie, Molekulare Enzymtechnologie (IMET)
Tel.: 02461 61-6966
E-Mail: k.-e.jaeger@fz-juelich.de

Pressekontakt:

Steffen Bender, Unternehmenskommunikation,
Forschungszentrum Jülich
Tel.: 02461 61-3903
s.bender@fz-juelich.de

Vice President Pence Visits NASA’s Marshall Space Flight Center

Rep. Robert Aderholt, R-Alabama, and Vice President Mike Pence talk with Expedition 53 crew members Joe Acaba, Randy Bresnik and Mark Vande Hei of NASA, who currently are working and living aboard the International Space Station, from the Payload Operations Integration Center at NASA's Marshall Space Flight Center, Monday, Sept. 25, 2017. Credits: NASA/Bill Ingalls   Vice President Mike Pence, second from left, is given an overview on Monday, Sept. 25, 2017, of NASA's Space Launch System structural test stand at the agency's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, by Center Director Todd May, right, as Rep. Robert Aderholt, R-Ala., looks on. The Vice President visited the space center to view test hardware for NASA’s Space Launch System, America’s new deep space rocket and to call the crew aboard the International Space Station. Credits: NASA/Bill Ingalls Makes First White House-level Call to Space Station Crew from Center Vice President Mike Pence offered his thanks Monday to employees working on NASA’s human spaceflight programs during a tour of the agency’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama. The Vice President saw the progress being made on NASA’s Space Launch System (SLS), the world’s most powerful deep space rocket, that will send astronauts on missions around the Moon and ultimately to Mars. He also visited Marshall’s Payload Operations Integration Center, where the agency manages all research aboard the International Space Station. “Today, I met pioneers who are helping America travel into the unknown and expand our knowledge for the benefit of the nation,” said Vice President Pence. “I’m inspired by the people at Marshall, and NASA as a whole, who are passionate and dedicated to space exploration. The massive hardware and innovative technologies we are building will propel us far beyond our home planet and allow America to lead in space again.” From Marshall’s science command center, Vice President Pence called the NASA astronauts aboard the space station and spoke with Expedition 53 commander Randy Bresnik, and flight engineers Mark Vande Hei and Joe Acaba. This is the first White House-level call to the International Space Station from Marshall. He also met with the ground controllers that provide around-the-clock support of the crew’s scientific activities on the orbiting laboratory, paving the way for future deep space exploration missions. “The work underway today at Marshall, supporting station science and with SLS, is integral to ensuring this nation’s incredible global leadership in human exploration,” said acting NASA Administrator Robert Lightfoot. “Vice President Pence now has personally visited three NASA centers in the last four months, and I deeply appreciate the Vice President’s strong commitment to our space exploration mission.” The Vice President toured the SLS engineering facility where the engine section of the rocket’s massive core stage is undergoing a major stress test. The rocket’s four RS-25 engines and the two solid rocket boosters that attach to the SLS engine section will produce more than 8 million pounds of thrust to launch the Orion spacecraft beyond low-Earth orbit. More than 3,000 measurements using sensors installed on the test section will help ensure the core stage for all SLS missions can withstand the extreme forces of flight. “The work we are doing today is paving the way for a new generation of astronauts to travel farther into space than humans have ever ventured before,” said Marshall Center Director Todd May, who hosted the visit. “This next chapter in the story of our national space program is being written by the men and women of Marshall, who keep us on the leading edge of spaceflight and truly make this the Rocket City.” The Vice President concluded his visit with a tour of U.S. Army Aviation and Missile Research, Development and Engineering Center for briefs from Army leaders on current missile defense projects and Army initiatives. Redstone Arsenal, where Marshall is located, is an Army installation with a workforce of around 41,000 active duty military, government civilians, and contractors. The arsenal is a federal center of excellence hosting components of more than 70 government organizations, including NASA, Department of Defense, Missile Defense Agency, FBI, and Department of Justice. For more information about NASA’s missions and activities, including video and images of Vice President Pence’s tour of the Marshall Space Flight Center, visit: https://www.nasa.gov/marshall

Ausgründer entwickeln Medikamente gegen Alzheimersche Krankheit. Neuer Wirkmechanismus entwickelt

Düsseldorf, Jülich 22. September 2017 – Die Entwicklung neuartiger Therapien und Medikamente zur Behandlung beispielsweise der Alzheimer-Krankheit ist der Schwerpunkt einer Ausgründung aus dem Forschungszentrum Jülich und der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. Die Priavoid GmbH mit dem Gründer Prof. Dieter Willbold und seinem Team hat vor wenigen Tagen ihre Arbeit aufgenommen. Die Wissenschaftler haben einen Wirkstoffkandidaten zur Behandlung der Alzheimer-Krankheit entwickelt, zu welchem nun die präklinischen Tests abgeschlossen sind. Unterstützt wurden sie u. a. vom Forschungszentrum Jülich, dem Helmholtz Validierungs-Fonds, der Universität Düsseldorf und der Volkswagenstiftung.

Priavoid ist ein biopharmazeutisches Unternehmen, das sich auf die Entwicklung neuartiger Therapien für Patienten mit Erkrankungen des Zentralnervensystems konzentriert. Dabei stehen neurologische Erkrankungen im Fokus, die von fehlgefalteten und aggregierten Proteinen verursacht werden.

Die Alzheimer-Krankheit tritt auf, wenn harmlose Proteinmoleküle, sogenannte Monomere, zu schädlichen toxischen Oligomeren verklumpen, die die Verbindungen zwischen Nervenzellen und letztlich auch die Nervenzellen selbst schädigen. Die Monomere werden ständig im Menschen produziert, ohne zur Krankheit zu führen. Die toxischen Oligomere bilden sich selten und zufällig, doch über längere Zeiträume mit immer höherer Wahrscheinlichkeit. Das ist vermutlich der Grund, warum das Alter eines Menschen der größte Risikofaktor für Alzheimer ist.

Priavoid hat einen Wirkstoffkandidaten zur Behandlung der Alzheimer-Krankheit entwickelt, welcher alle erforderlichen präklinischen Sicherheits- und Toxizitätstests absolviert hat und nun vor einer Zulassung für die "Klinische Phase-I" steht. In dieser Phase wird das Medikament an gesunden Freiweilligen getestet, um es auf unerwünschte Nebenwirkungen zu prüfen. Die Behandlungsstrategie von PRI-002 liegt darin, dass die toxischen Oligomere durch den Wirkstoffkandidaten eliminiert werden. Die orale Verabreichung von PRI-002 führte bei Mäusen mit alzheimerähnlichen Symptomen zu einer kognitiven Leistungsverbesserung.

"Viele Forschungsgruppen sowie die pharmazeutische Industrie versuchen, die Produktion der Monomere zu reduzieren, um die Wahrscheinlichkeit der Oligomer-Bildung präventiv zu verringern", erklärt Dieter Willbold, Aufsichtsrat der Priavoid GmbH und Direktor am Institut für Strukturbiochemie. "Einige wenige andere Ansätze versuchen ebenfalls, die Oligomere ins Visier zu nehmen, und zwar mit Antikörpern, die zwar an Oligomere binden, diese aber dadurch nicht direkt zerstören, sondern auf Komponenten des Immunsystems hoffen müssen, die die Antikörper-markierten Oligomere möglicherweise abbauen. Unsere Therapie-Strategie ist jedoch völlig anders. Mit unserem speziell entwickelten Wirkstoffkandidaten zielen wir auf bereits ausgebildete Oligomere. Wir eliminieren sie direkt, ohne dass wir uns auf die Hilfe des Immunsystems verlassen müssen."

Dr. Ralph Zahn, Geschäftsführer der Priavoid GmbH meint dazu: "Die positiven Ergebnisse aller bisherigen Studien haben uns darin bestärkt, den nächsten Schritt in Richtung einer klinischen Studie zu unternehmen." Bis zur möglichen Zulassung eines Medikaments vergehen jedoch im Durchschnitt 7 Jahre vom Start einer Phase I bis zur Marktzulassung.

Das Priavoid Gründungsteam mit Prof. Dieter Willbold (2. v.l.) und Dr. Ralph Zahn (2. v.r.). Copyright: Forschungszentrum Jülich / Priavoid GmbH / Oleksandr Brener

Weitere Informationen:

Forschung zur Alzheimerschen Demenz in Jülich

Amyloid-β Fibril Structure Bares All: Interview mit Prof. Dieter Willbold im Alzforum (englisch)

Interview mit Prof. Dieter Willbold im Biophysical Society Blog (englisch)

Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte: Wie ein Arzneimittel entsteht

Priavoid GmbH

Institute of Complex Systems, Strukturbiochemie (ICS-6)

Ansprechpartner:

Prof. Dieter Willbold
Institute of Complex Systems (ICS-6), Forschungszentrum Jülich
Institut für Physikalische Biologie, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Tel. +49 2461 61-2100
E-Mail: d.willbold@fz-juelich.de
dieter.willbold@priavoid.com

Pressekontakt:

Peter Zekert
Forschungszentrum Jülich
Tel. +49 2461 61-85175
E-Mail: p.zekert@fz-juelich.de

Das Deutsche Internet-Institut nimmt seine Arbeit auf

„Weizenbaum-Institut für die vernetzte Gesellschaft“ offiziell in Berlin eröffnet
Der Internetpionier Joseph Weizenbaum ist Namensgeber für das Deutsche Internet-Institut. Bundesforschungsministerin Johanna Wanka hat heute in Anwesenheit von Berlins Regierendem Bürgermeister Michael Müller das „Weizenbaum-Institut für die vernetzte Gesellschaft“ eröffnet. Das Verbundprojekt, an dem sieben Berliner und Brandenburger Institutionen beteiligt sind, hat seinen Sitz in Berlin-Charlottenburg. Am Weizenbaum-Institut werden rund 100 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu den gesellschaftlichen Veränderungen arbeiten, die die fortschreitende Technisierung mit sich bringt. Dafür arbeiten Sozial-, Wirtschafts- und Rechtswissenschaftler eng mit Experten aus der Designforschung und der Informatik zusammen. Im Zentrum der Forschung steht die Frage, wie die Selbstbestimmung in einer vernetzten Gesellschaft gesichert werden kann. Das Institut forscht zu sechs großen Themen: Arbeit und Innovation, Verträge und Verantwortung auf digitalen Märkten, Governance und Normsetzung, Technikwandel, digitale Bildung sowie Partizipation und Öffentlichkeit. „Beim digitalen Wandel geht es um den verantwortungsbewussten Umgang mit Chancen und Risiken. Wir können ihn zum Beispiel für eine bessere Lebensqualität, für mehr Nachhaltigkeit und Sicherheit und für Unterhaltung auf neuem Niveau nutzen. Gleichzeitig geht es darum, das Negative zu vermeiden und Leitplanken zu setzen. Welche Grenzen sollten nicht überschritten werden?“, hat Ina Schieferdecker, eine von drei Gründungsdirektoren, im Blick. Gründungsdirektor Axel Metzger hebt den Wissenstransfer hervor, den das Institut betreiben wird. „Wir werden unsere interdisziplinäre Grundlagenforschung auf kurzem Weg in Gesellschaft und Praxis vermitteln“, kündigte er an. Geplant sind unter anderem Open Lab Meetings, Parlamentarische Abende und öffentliche Vorträge. Insgesamt werden 20 interdisziplinäre Forschungsgruppen aufgebaut, in denen jeweils bis zu vier Doktoranden und Postdocs forschen. Die Stellen für zwölf dieser Forschungsgruppen sind derzeit ausgeschrieben. Die ersten Forschungsgruppen können bereits im November ihre Arbeit aufnehmen. Neben den Forschungsgruppen werden fünf W3-Professuren eingerichtet, vier davon an den Berliner Universitäten und eine an der Universität Potsdam. Im Aufbau befindet sich auch die Geschäftsstelle des Instituts. „Die Digitalisierung ist eine große Chance für unsere Wirtschaft, die Gesellschaft und jeden Einzelnen. Smartphone, Big Data oder automatisiertes Fahren können unser Leben bequemer machen“, sagte Bundesforschungsministerin Wanka zur Eröffnung. „Zugleich bringt die Entwicklung auch neue rechtliche, ethische oder soziale Herausforderungen für unser Zusammenleben mit sich. Mit dem Aufbau des Deutschen Internet-Instituts fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung die übergreifende und interdisziplinäre Forschung zu Internet und Digitalisierung. Ich erhoffe mir damit Impulse in unsere Forschungslandschaft und ein wissenschaftliches Fundament für die gesellschaftliche Debatte und politische Entscheidungen.“ Der Regierende Bürgermeister von Berlin, Michael Müller, erläuterte: „Eine vernetzte Forschung für die vernetzte Gesellschaft – mit diesem Anspruch nimmt heute das Weizenbaum-Institut seine Arbeit auf. Es setzt dabei auf das Zusammenwirken von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus verschiedenen Institutionen, Disziplinen und auch internationalen Einrichtungen und steht so beispielhaft für die besonders stark ausgeprägte Kultur der Kooperation in unserer Stadt und Region. Neben dem Einstein-Zentrum Digitale Zukunft bildet das Institut einen weiteren Meilenstein in der Digitalen Agenda Berlins. Ich freue mich über die Förderung des Bundes und über das große Vertrauen in die Qualität unseres Wissenschaftsstandortes, das damit einhergeht.“ Der Namenspate des Instituts ist der in Berlin geborene Informatiker Joseph Weizenbaum (1923-2008), der sich kritisch mit dem Verhältnis von Mensch und Maschine auseinandergesetzt hat. „Der Institutsname versinnbildlicht die Wechselwirkungen zwischen Digitalisierung und Gesellschaft. Er steht für die Notwendigkeit einer kritischen Auseinandersetzung mit den damit verbundenen Veränderungen,“ sagt Gründungsdirektor Martin Emmer. Das Weizenbaum-Institut wird getragen von einem Netzwerk aus Universitäten und außeruniversitären Einrichtungen. Ihm gehören an: die Freie Universität Berlin, die Humboldt-Universität zu Berlin, die Universität der Künste Berlin, die Technische Universität Berlin, die Universität Potsdam, das Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme (FOKUS) und das Wissenschaftszentrum Berlin für Sozialforschung (WZB). Das Konsortium hatte sich in einem bundesweiten Wettbewerb durchgesetzt. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung stellt für das Institut in den ersten fünf Jahren bis zu 50 Millionen Euro bereit, davon sind 30 Millionen Euro für die ersten drei Jahre bereits bewilligt. Das Land Berlin trägt die Kosten für die Immobilie und die Ausstattung der Büroräume in der Hardenbergstraße 32. Dafür sind im Landeshaushalt in den nächsten fünf Jahren bis zu 5,2 Millionen Euro vorgesehen. Gemeinsam mit dem dreiköpfigen Gründungsdirektorium (Prof. Dr. Martin Emmer/FU Berlin, Prof. Dr. Axel Metzger/HU Berlin und Prof. Dr.-Ing. Ina Schieferdecker/TU Berlin und Fraunhofer FOKUS) koordiniert das WZB den Aufbau des Instituts. Vom WZB gehören Prof. Dr. Jeanette Hofmann, Leiterin der Projektgruppe Politikfeld Internet und PD Dr. Martin Krzywdzinski, Leiter der Projektgruppe Globalisierung, Arbeit und Produktion zum Team des Internet-Instituts, ebenso wie Dr. Iris Cseke als Projektkoordinatorin. Zur Website des Instituts: https://vernetzung-und-gesellschaft.de/ Mehr über den Namensgeber Joseph Weizenbaum: Vom "Computerfreak" zum Gesellschaftskritiker (PDF) Das Institut auf einen Blick: Informationsblatt (PDF) Die Mitglieder des Berlin-Brandenburger Konsortiums (PDF) Pressekontakt Claudia Roth WZB-Pressestelle Tel.: 030 254 91 510 claudia.roth@wzb.eu

Forschung für den Flugplan von morgen: DLR und Lufthansa Systems kooperieren bei der Forschung für mehr Pünktlichkeit im Flugverkehr

Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

• 
  Bereitstellung etablierter Planungs-Software erlaubt anwendungsnahe Forhung
• Anpassung der Flugplanung an neue Flugzeugkonzepte und Technologien im Fokus
• Schwerpunkt(e): Luftfahrt, Digitalisierung, Data Science

Eine robuste Netz- und Flugplanung ist entscheidend für zufriedene pünktlich reisende Fluggäste und einen effizienten kostenminimierten Flugbetrieb. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) erforscht am Standort Hamburg in der Einrichtung Lufttransportsysteme neue Betriebskonzepte, Planungsprozesse und Infrastrukturen für einen sicheren, passagierfreundlichen, ökologischen und ökonomischen Lufttransport. Dafür können die DLR-Wissenschaftler nun anwendungsnah Software der Lufthansa Systems nutzen und weiterentwickeln. Beide Partner sind zusätzlich am Forschungsprojekt Robuster Flugplan beteiligt.

"Wir haben großes Interesse an einer realitätsnahen Forschung", sagt Klaus Lütjens, Abteilungsleiter für Lufttransportbetrieb und -infrastrukturen in der DLR Einrichtung Lufttransportsysteme. "Der direkte Zugriff auf die Planungssoftware der Lufthansa Systems, die bei mehr als 70 Airlines im Einsatz ist, hilft uns sehr anwendungsnahe Lösungen zu untersuchen."

"Was-Wäre-Wenn"-Szenarien

Die Software NetLine/Plan und NetLine/Sched simuliert neue Verbindungen, erstellt Prognosen für Passagierströme auf Basis von Marktdaten und kalkuliert Auswirkungen auf Kosten sowie Erträge. Die DLR-Forscher können mit der Software "Was-Wäre-Wenn"-Szenarien durchspielen und dabei herausfinden, welche Modifikationen die Flugplanung noch besser gegen Störungen wappnet, oder wie Innovationen sich auf die Gestaltung des Flugplans auswirken. "Wir können zum Beispiel analysieren, welche Auswirkungen die Entwicklung eines schnelleren Flugzeugs auf die Flugpläne und den Airline-Markt insgesamt hätte", erklärt Lütjens. "Daneben nutzen wir die bereitgestellte Software auch als Vergleichsmaßstab für eigene Werkzeuge."

Um zu ermitteln, welchen Nutzen neue Flugzeugkonzepte und Technologien entfalten, reicht es in der Regel nicht aus, bestehende Netze und Flugpläne von Fluggesellschaften zu Grunde zu legen, da diese für die bereits verfügbaren Technologien optimiert sind. Deshalb sind Modelle für angepasste Szenarien notwendig. Anforderungen von Passagieren, Fluggesellschaften, Flughäfen und Flugsicherungsorganisationen fließen in die Lösungsfindung ein.

Im Forschungsprojekt Robuster Flugplan, das im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wird, arbeiten DLR und Lufthansa Systems insbesondere an der Optimierung des mehrmonatigen Erstellungs- und Anpassungsprozesses, den ein neuer Flugplan durchläuft. "An der Erstellung eines Flugplanes ist ein großes Orchester von Mitarbeitern verschiedenster Bereiche beteiligt", erklärt DLR-Teilprojektleiter Steffen Wenzel. "Wir forschen an Lösungen, um diese Bereiche noch harmonischer für mehr Pünktlichkeit und Effizienz zusammenspielen zu lassen." Pascal Mougnon, Head of Network Planning Solutions bei Lufthansa Systems ergänzt: "Wir profitieren von den wissenschaftlichen Erkenntnissen, denn Data Science wird auch in der Luftfahrt immer wichtiger" Das Forschungsprojekt läuft seit 2016. Die Ergebnisse werden veröffentlicht und der Luftfahrtbranche zur Verfügung gestellt.

Kontakte

 

Falk Dambowsky 
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) 
Media Relations 
Tel.: +49 2203 601-3959 
Fax: +49 2203 601-3249

Klaus Lütjens 
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) 
Einrichtung Lufttransportsysteme 
Tel.: +49 531 295-3817

Steffen Wenzel 
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. 
Lufttransportsysteme 
Tel.: +49 53 12953-818

FREI: Wissenschaftliche Physikexperimente online durchführen. TH Köln und die Universität zu Köln suchen interessierte Schulen

Zwei Versuchsanordnungen zu mechanischen Schwingungen, die über das Internet gesteuert werden. (Foto: Costa Belibasakis / TH Köln)

An der Hochschule experimentieren – vom Klassenzimmer oder von Zuhause aus: Das möchten die TH Köln und die Universität zu Köln Schülerinnen und Schülern der Mittel- und Oberstufe ermöglichen und öffnen das für Studierende der TH Köln entwickelte E-Learning-Portal „Fernsteuerung von realen Experimenten über das Internet“ (FREI). Interessierte Lehrerinnen und Lehrer, die mit ihren Klassen physikalische Versuche auf hohem wissenschaftlichem Niveau durchführen möchten, können sich jetzt unter as@thp.uni-koeln.de melden. Das zweijährige Projekt wird mit 200.000 Euro von der RheinEnergie Stiftung gefördert. „Physikalische Experimente haben an den weiterführenden Schulen aus unserer Sicht häufig zu wenig Raum – zum Beispiel, weil die Schulen Versuche aus Kosten- oder Sicherheitsgründen nicht anbieten können, oder weil aufgrund der verkürzten Schullaufbahn die Zeit dafür fehlt. Hier setzen wir mit FREI an“, sagt Prof. Dr. Johannes Stollenwerk von der TH Köln. Studierende der Hochschule können bereits seit einigen Semestern reale physikalische Experimente online ausführen. Die Versuchsaufbauten stehen dabei in einem Labor des Instituts für Physik der TH Köln. Die Studierenden steuern und messen über das Internet und können den Ablauf per Web-Cam verfolgen. Dieses System soll künftig auch Schulen zur Verfügung stehen. In einem ersten Schritt sollen in enger Zusammenarbeit mit den Lehrerinnen und Lehrern geeignete Versuche identifiziert werden. „Wir suchen nach Experimenten, die eine hohe Relevanz für den Schulunterricht haben und technisch umsetzbar sind. Besonders interessant sind dabei Versuche, die nicht mit den üblicherweise in den Schulen vorhandenen Mitteln realisiert werden können“, erläutert Prof. Dr. Andreas Schadschneider vom Institut für Physikdidaktik der Universität zu Köln. Das können zum einen Experimente sein, die an Schulen bislang gar nicht angeboten werden. Zum anderen aber auch solche, die bislang von den Lehrkräften als Demonstrationsexperimente durchgeführt werden, bei denen die Schülerinnen und Schüler nur Zuschauer sind. Ziel der Partner in der Projektlaufzeit ist es, drei physikalische Experimente sowie die dazu gehörende Unterrichtsmaterialien zu entwickeln. „Gemeinsam mit den kooperierenden Schulen testen wir die Versuche dann im Unterricht. Der Lernerfolg und die Motivation werden dabei durch begleitende didaktische Studien erfasst“, sagt Dr. Mohamed Ait Tahar von der TH Köln. Die TH Köln bietet Studierenden sowie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus dem In- und Ausland ein inspirierendes Lern-, Arbeits- und Forschungsumfeld in den Sozial-, Kultur-, Gesellschafts-, Ingenieur- und Naturwissenschaften. Zurzeit sind mehr als 25.000 Studierende in über 90 Bachelor- und Masterstudiengängen eingeschrieben. Die TH Köln gestaltet Soziale Innovation – mit diesem Anspruch begegnen wir den Herausforderungen der Gesellschaft. Unser interdisziplinäres Denken und Handeln, unsere regionalen, nationalen und internationalen Aktivitäten machen uns in vielen Bereichen zur geschätzten Kooperationspartnerin und Wegbereiterin. Die TH Köln wurde 1971 als Fachhochschule Köln gegründet und zählt zu den innovativsten Hochschulen für Angewandte Wissenschaften. Prof. Dr. Johannes Stollenwerk, Prof. Dr. Andreas Schadschneider und Dr. Mohamed Ait Tahar (v.l.) Foto: Costa Belibasakis / TH Köln Kontakt für die Medien TH Köln Referat Kommunikation und Marketing Presse- und Öffentlichkeitsarbeit Christian Sander 0221-8275-3582 pressestelle@th-koeln.de

Flieger und Flugsimulator statt Hörsaal: Mit der DLR_Uni_Summer_School Luftfahrt vom Braunschweiger Forschungsflughafen abheben

Quelle: TU Braunschweig/Max Fuhrmann.

 

Vom 18. bis 22. September 2017 heißt es für 36 Studierende wieder bei der DLR_Uni_Summer_School den Hörsaal gegen echte Flugerfahrung einzutauschen. Im Fokus stehen diesmal die Herausforderungen, beim Flug eines A320-Linienjets und eines EC-135-Helikopters selbst im Simulator am Steuer zu sitzen und mit der zweimotorigen Propellermaschine Dornier Do 128-6 der TU Braunschweig abzuheben, um Flugeigenschaftsuntersuchungen zu absolvieren. Daneben lassen Vorträge und Führungen die Studierenden hinter die Kulissen der vielen Institute des DLR und der TU Braunschweig blicken und präsentieren die zahlreichen wissenschaftlichen Facetten des Forschungsflugbetriebs am Flughafen Braunschweig-Wolfsburg.

"Ganz nah an der heutigen Luftfahrtforschung sollen die Studierenden ihren ersten Forschungsflug erleben", sagt DLR-Luftfahrtvorstand Prof. Rolf Henke. "Die DLR_Uni_Summerschool haben wir gemeinsam mit den Luftfahrtuniversitäten zu dieser einmaligen Gelegenheit ausgebaut." Mittlerweile beteiligen sich acht Universitäten aus ganz Deutschland an dem Programm und entsenden besonders talentierte Studierende. Prof. Peter Hecker vom Institut für Flugführung der TU Braunschweig ergänzt: "Wir freuen uns darüber, Studierende aus ganz Deutschland in Braunschweig zu begrüßen und die jungen Talente für die Forschung zu begeistern."

Die Auswahl der Studierenden aus Luft- und Raumfahrttechnik, Verkehrsingenieurwesen, Regelungstechnik und Maschinenbau erfolgte durch die Unis selbst, wobei dieses Jahr neben der TU Braunschweig die RWTH Aachen sowie die Technischen Universitäten Berlin, Darmstadt, München, Hamburg und Dresden Teilnehmer entsenden, die zuvor durch besonders gute Leistungen in Vorlesungen oder Übungen auf sich aufmerksam gemacht haben. In der Sommerschule lernen sie als Gäste des DLR und der TU Braunschweig den Umgang mit fortschrittlichen Methoden der Flugerprobung, wie es der offizielle Veranstaltungstitel benennt.

Linienpilot für einen Tag

Die Simulatorflüge im Rahmen der Sommerschule stehen unter dem Motto ‚Linienpilot für einen Tag‘. "Dafür unternehmen wir im A320-Simulatorcockpit einen vollständigen Flug von Stuttgart nach Frankfurt, bei dem wir wesentliche Abläufe wie Start- und Landeprozeduren, Briefings sowie den Funkverkehr durchspielen", erklärt DLR-Forschungspilot Stefan Seydel. Daneben üben sich die Studierenden im Flugsimulatorzentrum AVES (Air Vehicel Simulator) am Steuer des EC-135-Cockpits. "Hier haben die Studierenden die einmalige Gelegenheit, als Pilot die Flugeigenschaften eines Hubschraubers mit Stabilisierungssystemen und modernen Assistenzsystemen zu erleben", erklärt Dr. Holger Duda, der die Abteilung Flugdynamik und Simulation am DLR-Institut für Flugsystemtechnik leitet.

Manöver im Fliegenden Hörsaal

Erstmals beteiligt sich die TU Braunschweig an der DLR_Uni_Summer_School mit dem "Fliegenden Hörsaal" D-IBUF, einer Dornier Do 128-6. Das Forschungsflugzeug der TU Braunschweig fliegt seit rund 30 Jahren jährlich bis zu 150 Studierende deutscher und internationaler Hochschulen. "Wir freuen uns sehr, unsere langjährige Erfahrung nun auch in die gemeinsame Sommerschule mit dem DLR einzubringen", sagt Prof. Peter Hecker vom Institut für Flugführung von der TU Braunschweig. An Bord der D-IBUF erfassen die Studierenden Daten zu Flugeigenschaften und der Flugleistung und werten diese selbst aus. Dabei geht es um die Datenerfassung zur Standardperformance des Flugzeugs ebenso wie um die Beobachtung spezieller Manöver. Um dies durchführen zu können verfügt der "Fliegende Hörsaal" neben einem Arbeitsplatz für den Flugversuchsingenieur über drei individuelle Messplätze für die Nachwuchsforscher.

Nachwuchsförderung

Die Sommerschulen, die es auch an anderen DLR-Standorten wie Lampoldshausen und Neustrelitz regelmäßig gibt, sind Teil eines Gesamtkonzeptes zur Nachwuchsförderung - genannt DLR_Campus. Es beinhaltet Maßnahmen, die junge Menschen aller Altersstufen ansprechen. Studierenden macht das DLR neben den Sommerschulen viele weitere Angebote: von studentischen Praktika bis zu Ideenwettbewerben. Den Sommerschulen kommt dabei aber eine besondere Bedeutung zu, da sie wichtige Praxiserfahrung vermitteln und zugleich die universitäre und außeruniversitäre Welt der Forschung verknüpfen.

Kontakte:

Falk Dambowsky

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Media Relations

Tel.: +49 2203 601-3959

Fax: +49 2203 601-3249

mailto:Falk.Dambowsky@dlr.de

Dr. Holger Duda

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Flugdynamik und Simulation

Tel.: +49 531 295-2610

Fax: +49 531 295-2640

mailto:Holger.Duda@dlr.de

Stefan Seydel

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Leiter Forschungsflugabteilung Braunschweig

Tel.: +49 531 295-2240

mailto:Stefan.Seydel@dlr.de

Stephan Nachtigall

Technische Universität Braunschweig

Presse und Redaktion

Tel.: +49 531 391-2160

mailto:S.Nachtigall@tu-braunschweig.de

Karl Schlecht erhält Universitätspreis 2017: Universität Tübingen würdigt Engagement für Forschung und Lehre: Stiftung des Unternehmers fördert Weltethos-Institut und China Centrum Tübingen

Professor h. c. Karl Schlecht.

Foto mit freundlicher Genehmigung der Karl Schlecht Stiftung

Die Universität Tübingen verleiht den Universitätspreis 2017 an den Unternehmer und Stiftungsgründer Professor h. c. Karl Schlecht. Rektor Professor Dr. Bernd Engler überreicht den Preis im Rahmen des Festakts zum Dies Universitatis am Mittwoch, den 18. Oktober 2017 (17 Uhr c. t., Alte Aula, Münzgasse 30). Die Laudatio hält Professor Dr. Dr. h c. Klaus Michael Leisinger, Präsident der Stiftung Globale Werte Allianz. Den Festvortrag hält Professor Dr. Helwig Schmidt-Glintzer, Direktor des China Centrums Tübingen.

Mit der Auszeichnung würdigt das Rektorat das Engagement Karl Schlechts für universitäre Forschung und Lehre in Tübingen, insbesondere zum Thema „universelle ethische Normen und Prinzipien“. So gründete die Stiftung des Unternehmers 2012 gemeinsam mit der Weltethos-Stiftung und der Universität das Weltethos-Institut Tübingen. Als An-Institut der Universität fördert dieses in Forschung, Lehre und öffentlichen Veranstaltungen moralisches Handeln in der globalen Wirtschaft und den Dialog der Kulturen (www.weltethos-institut.org). Die Karl Schlecht Stiftung ist auch Trägerin eines ebenfalls 2012 eröffneten Weltethos-Schwesterinstituts an der Universität Peking.

Ebenfalls dank Unterstützung der Karl Schlecht Stiftung forscht seit 2016  das China-Centrum an der Universität Tübingen (CCT). Es soll den interkulturellen Dialog zwischen Deutschland und China befördern sowie das wechselseitige Verständnis der unterschiedlichen Kulturkreise und Wertehorizonte verbessern. Das CCT setzt sich unter anderem für eine wissenschaftsgeleitete Auseinandersetzung mit dem chinesischen Wirtschaftssystem und für die Einführung des Schulfachs Chinesisch ein. (http://www.uni-tuebingen.de/de/74166)

Der Diplom-Ingenieur und Professor h. c. Karl Schlecht (geb. 1932 in Filderstadt-Bernhausen) ist Gründer des Betonpumpenherstellers „Putzmeister AG“ in Aichtal. 1998 gründete er die gemeinnützige Karl Schlecht Stiftung: In zahlreichen Projekten und Partnerschaften unterstützt diese die Persönlichkeitsentwicklung junger Menschen und angehender Führungskräfte. Ziel ist es, mit der Vermittlung humanistischer Werte die Führung in Wirtschaft, Gesellschaft und Politik zu verbessern („Good Leadership“) und ein ethisches Bewusstsein in der Wirtschaft zu verankern. In diesem Rahmen will die Stiftung auch Impulse für die universitäre Forschung und Lehre geben. (www.karlschlechtstiftung.de)

Der Universitätspreis wird seit 2008 vergeben. Die Universität Tübingen ehrt damit herausragende Freunde, Förderer, Stifter, Sponsoren und langjährige Kooperationspartner, die durch ihr besonderes Engagement die Forschung und die Lehre an der Hochschule unterstützen.

Kontakt:

Antje Karbe

Universität Tübingen

Hochschulkommunikation

Telefon +49 7071 29-76789

antje.karbe@uni-tuebingen.de

http://www.uni-tuebingen.de/aktuell