Unser Universum ist voller faszinierender, rätselhafter und oft überraschender Phänomene. Diese Phänomene zu verstehen und zu erklären, ist die Aufgabe des neuen Schwerpunktbereichs „Dynamik des Universums“, der sich der Erforschung genau jener nichtlinearen physikalischen Prozesse und Zusammenhänge widmet, die die komplexe Entwicklung des Kosmos bestimmen.

Astronomie und Astrophysik haben in der Region Köln-Bonn eine lange Tradition. Dank der starken Unterstützung durch Sonderforschungsbereiche, zuletzt den SFB 1601, und dank einer gut organisierten Infrastruktur konnte der Forschungsstandort bislang mit den rasanten Entwicklungen auf diesem Gebiet Schritt halten. Durch die Koordinierung der Forschung an den beteiligten Partnerinstituten in Bonn (Universität Bonn und MPIfR) sowie am Forschungszentrum Jülich und durch die Bündelung von Fachkompetenz in den Bereichen experimentelle, theoretische und Laborastrophysik sowie in der Detektor- und Instrumentenentwicklung bleibt das Netzwerk international wettbewerbsfähig und sichtbar. Dieser Ruf wurde kürzlich durch die Vergabe des neuen Exzellenzclusters „Dynaverse“ gewürdigt.

Da astronomische Observatorien und Messtechnik mittlerweile von großen Konsortien getragen werden, ist eine erfolgreiche Teilnahme an internationalen Kooperationen von entscheidender Bedeutung. Dies erfordert eine effiziente, synergetische Grundlage, die langfristige Perspektiven für die Forschung und die Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlern bietet. Der Schwerpunktbereich schafft ein hervorragendes Umfeld für die Ausbildung, die frühzeitige Einbindung in aktuelle Forschung sowie den Austausch im Rahmen internationaler Kooperationen und Wettbewerbe. Darüber hinaus wird die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Physik, Informatik und angewandter Mathematik nachhaltig gestärkt. Dies ist besonders wichtig, um den Herausforderungen, die sich aus der beispiellosen Menge an Beobachtungsdaten ergeben, mit innovativen Ideen und Algorithmen zu begegnen und komplexe Simulationen auf den neuesten Hardware-Technologien zu ermöglichen und effizient voranzutreiben.

Im Rahmen der Zusammenarbeit im KPA werden folgende wissenschaftliche und strukturelle Ziele und Aufgaben verfolgt:

1. Untersuchung der physikalischen Prozesse und ihrer Zusammenhänge, die die komplexe Entwicklung des Kosmos bestimmen.
2. Koordination der Forschung zwischen experimenteller, theoretischer und Laborastrophysik sowie der Detektor- und Instrumentenentwicklung.
3. Etablierung der Astroinformatik als neues Forschungsgebiet in Köln.

4. Interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Astrophysik, Informatik und angewandter Mathematik, um den Herausforderungen durch die beispiellose Menge an Beobachtungsdaten mit innovativen Ideen und Algorithmen (wie der „Shared Universe Engine“) zu begegnen und komplexe Simulationen auf heterogenen Hardware-Technologien zu ermöglichen und effizient voranzutreiben.

5. Ausbildung und frühzeitige Einbindung von Studierenden in die aktuelle Forschung sowie der Austausch im Rahmen internationaler Kooperationen.

6. Öffentlichkeitsarbeit zu den Themen des KPA.