Unsere Arbeitsgruppe befasst sich mit der Kosmologie großräumiger Strukturen in der Verteilung von Galaxien, die von modernen Teleskopen kartiert werden. Durch die Entwicklung und Anwendung der Dichtefeldanalyse als neue Methode wollen wir das volle Potenzial der Daten ausschöpfen und neuartige Entdeckungen ermöglichen.
Die großräumige Verteilung von Galaxien liefert wesentliche Hinweise auf Dunkle Materie, Dunkle Energie und den Ursprung unseres Universums. Neue Beobachtungsprogramme wie DESI und Euclid kartieren diese Verteilung mit bislang unerreichter Genauigkeit bis in sehr große Entfernungen. Dennoch ist es eine erhebliche Herausforderung, präzise Informationen aus den Beobachtungen zu extrahieren. Wir entwickeln eine Analysemethode auf der Ebene des dreidimensionalen Dichtefelds, die die Entwicklung kosmischer Strukturen von den Anfängen des Universums bis zu ihrer Beobachtung nachvollzieht. Dabei setzen wir perturbative Methoden ein – insbesondere die "Effective Field Theory of Large Scale Structure" – um die Beziehung zwischen Materie- und Galaxienverteilung zu beschreiben. So werden unsere Ergebnisse unabhängig von den bislang unzureichend verstandenen Details der Galaxienbildung auf kleinen Skalen. Zusätzlich kombinieren wir diese Methoden mit einer sorgfältigen Modellierung beobachtungsbedingter Effekte. Unser Rechenmodell soll es ermöglichen, theoretische Vorhersagen direkt mit den Daten auf Ebene des dreidimensionalen Dichtefelds zu vergleichen. So wird die extrahierte Information maximiert und es entstehen neue Einblicke in die Struktur der Dunklen Materie.
Unsere Emmy Noether Forschungsgruppe entstand 2025 und ist unterstützt durch die DFG.
Alle Doktorandinnen und Doktoranden der Gruppe sind Mitglieder der International Max Planck Research School on Astrophysics (IMPRS) an der Ludwig-Maximilians-Universität München. Für das Jahr 2025 ist ein Dissertationsprojekt ausgeschrieben. Bitte bewerben Sie sich hier; Bewerbungsschluss ist der 1. November.
PhD-Projekt: Forward Modeling der gesamten Komplexität geometrischer Effekte in Galaxiendurchmusterungen
Ein zentrales Ziel der Gruppe ist die Entwicklung eines Forward-Models – eines „digitalen Zwillings“ – der großräumigen Galaxiendichte, wie sie in Himmelsdurchmusterungen beobachtet wird. Wir verwenden perturbative Methoden, insbesondere die Effektive Feldtheorie der großräumigen Strukturen, um die gravitative Entwicklung der Dunklen Materie sowie deren Bias-Relation zu Galaxien zu beschreiben. Dieses schnelle und differenzierbare Forward-Model wird letztlich eine Feld-basierte Analyse von Galaxiendurchmusterungen ermöglichen, bei der kosmologische Parameter und die lokale Strukturbildungsgeschichte gleichzeitig erschlossen werden können. Das vorliegende Projekt wird wesentliche geometrische Effekte im Forward-Model implementieren, um die Komplexität der Beobachtungsdaten realitätsnah abzubilden. Es weist sowohl einen starken numerischen als auch theoretischen Fokus auf und bietet Erfahrungsmöglichkeiten in theoretischer und beobachtender Kosmologie, Strukturbildung, High-Performance-Programmierung in C++ sowie statistischer Datenanalyse.
Masterarbeiten
Wenn Sie Masterstudentin oder Masterstudent in München sind und Interesse haben, in unserer Gruppe für Ihre Abschlussarbeit zu forschen, setzen Sie sich mit uns in Verbindung.
