4.9.2025
Seit Juli ist Max Grönke offiziell am Astronomischen Rechen-Institut (ARI), im Oktober zieht er mit seiner Familie aus München nach Heidelberg. Für ihn ist es „DER Astro-Hub in Deutschland“ – und eine große Chance, fachlich wie privat. Er bringt nicht nur seine Expertise in theoretischer Astrophysik mit, sondern auch einen ERC Starting Grant zum Thema Resolving the multiscale, Multiphase Universe (ReMMU), mit dem er seine neue Gruppe aufbaut.
Grönke erforscht, wie sich Gas und Plasma im Universum verhalten Obwohl der größte Teil des Universums – rund drei Viertel aller Materie – aus Dunkler Materie besteht, ist es ironischerweise vergleichsweise einfach, sie zu modellieren. In der Astrophysik wissen wir zwar nicht, woraus Dunkle Materie eigentlich besteht, doch in Simulationen spielt nur eine Wechselwirkung eine Rolle: die Gravitation. Das macht die Gleichungen deutlich einfacher – und erklärt, warum es so viele groß angelegte „Dark-Matter-only“-Simulationen gibt.
Ganz anders ist es bei der baryonischen Materie, also vor allem Wasserstoff und Helium. Diese beiden einfachen Elemente verhalten sich in ihrer Wechselwirkung höchst komplex. Die Physik dahinter führt schnell in die Plasmaphysik – mit Prozessen, die selbst modernste Simulationen nicht vollständig auflösen können. Eine der größten Herausforderungen: Baryonisches Gas deckt extreme Bedingungen ab, von 10 Kelvin bis 100 Millionen Kelvin, oft direkt nebeneinander, und mit völlig unterschiedlichen Dichten. Das ist, als würden Steine durch Luft fliegen – die deutlich unterschiedlichen Größen- und Zeitskalen machen es so schwierig, sie selbst auf den leistungsstärksten Supercomputern präzise zu simulieren.
Um damit umzugehen, greift er auf Methoden aus den Ingenieurwissenschaften zurück, die seit Jahrzehnten komplexe Strömungen aus Wasser und Luft oder Wasser und Öl untersuchen. Sie seien, so Max Grönke, eine theoretische Gruppe und machten viele Rechnungen mit Papier und Stift – um dann in einfachen Simulationen zu prüfen, ob das funktioniert. Sein Blick geht immer auch zur Beobachtung: In Strahlungstransport-Simulationen berechnet er, wie sich Gas in Teleskopbildern zeigen würde – denn alles, was wir vom Universum sehen, ist letztlich elektromagnetische Strahlung. Der „Reality Check“ mit Beobachtungsdaten ist für ihn unverzichtbar.
Leute mit den unterschiedlichsten Interessen sitzen gemeinsam an Max’ Tisch und jeder bringt seine Expertise ein. Früher schrieb man ein paar Gleichungen auf, tippte Code, ließ ihn laufen – fertig. Inzwischen kommen aus den verschiedenen Fachbereichen – Mathe, Computer Sciences, aber eben auch aus anderen Disziplinen wie den Ingenieurwissenschaften oder Life Sciences – unterschiedlichste Ideen auf den Tisch. Es mag auch schon mal eine ganz obskure Library sein, die einen weiterbringt – diese Vielfalt macht die Arbeit nicht nur effektiver, sondern auch lebendiger.
Ein Aha-Moment, den er so schnell nicht vergisst, kam aus einer Simulation seiner Doktorandin: Eine Mauer aus extrem dichtem Gas und daneben ein „Fenster“ ohne Gas – intuitiv sollte Strahlung durchs Fenster gehen. Doch das meiste Licht wanderte durch die Mauer. Erst hielt er das für einen Fehler, bis klar wurde: Die Photonen streuten so oft, dass sie irgendwann die Frequenz änderten – und plötzlich hindurchkonnten. „Ich war komplett falsch – und genau solche Überraschungen machen die Forschung spannend.“
Der Standortwechsel bedeutet für ihn auch mehr Austausch. In Garching war er etwas JWD, jetzt sitzt er mitten in Neuenheim, umgeben von Studierenden, Stadtleben und Kolleginnen und Kollegen aus vielen Disziplinen. „Wenn man Ideen oder Methoden aus anderen Feldern aufgreift und für die eigene Forschung umsetzt, kann man große Sprünge machen – und dafür ist Heidelberg perfekt.“
Auf die Frage, was es für innovative Forschung braucht, muss er nicht lange überlegen: „Eine langfristige Perspektive.“ Zeit und Planungssicherheit seien entscheidend, um mutige Ideen zu verfolgen, neue Methoden zu erproben und Projekte wachsen zu lassen. Fünf Jahre wie bei einem ERC seien ein guter Anfang – doch wer ganz neue Wege gehen will, braucht oft noch mehr Spielraum. Genau das verbindet er mit Heidelberg und dem ARI: die Möglichkeit, Ideen über Jahre hinweg zu entwickeln, starke Kooperationen zu knüpfen und so Forschung mit echtem Weitblick zu gestalten.
Privat ist der Umzug ebenfalls ein Gewinn: Er kennt Heidelberg aus Kindheitstagen, und für die ganze Familie wird es eine passende neue Heimat sein. Kinderbetreuung spielt dabei eine große Rolle – Max’ Kinder sind es vom Garchinger Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA) gewohnt, während Meetings mit den institutseigenen Playmobil-Raketen zu spielen und schon mal zu simulieren, man wäre Weltraumforscher, ganz wie der Papa. In Sachen Playmobil muss das ARI eventuell noch nachrüsten, aber nichtsdestotrotz war er sehr beeindruckt vom Empfang dort: „In der theoretischen Physik ist es oft unpersönlich: Du bist da, hier ist dein Schlüssel – und das war’s. Am ARI war es ganz anders, und das hat mich wirklich gefreut.“
Die Fakultät schließt sich dem an: Herzlich willkommen in Heidelberg, Max Grönke und Team!
Mehr Info zu Max Grönke und seine Forschung gibt es auf der ARI Website
MAX GRÖNKE
