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20.03.2013, 15:30 Uhr

Klasse für Naturwissenschaften und Medizin, 549. Sitzung

Professorin Dr. Angela Stevens, Münster: "Mathematische Modellierung von Strukturbildung in zellulären Systemen"; Professorin Dr. Eva K. Grebel, Heidelberg: "Galaktische Archäologie"

Professorin Dr. Angela Stevens

studierte Mathematik an der Universität zu Köln, mit einer Diplomarbeit in Reiner Mathematik. 1992 promovierte sie an der Universität Heidelberg in Angewandter Mathematik. Ihre Doktorarbeit wurde von der Society for Industrial and Applied Mathematics ausgezeichnet. Danach war sie wissenschaftliche Assistentin in Heidelberg. 1997/98 arbeitete sie mit einem Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft an der Stanford University in den USA. Von 1999 - 2001 war sie Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften in Leipzig, danach hatte sie dort eine C3-Stelle inne und war Honorarprofessorin der Universität Leipzig. Von 2007 - 2011 hatte sie einen Lehrstuhl für Angewandte Mathematik an der Universität Heidelberg. Seit 2011 hat sie einen Lehrstuhl an der Universität Münster inne. Sie war Gastprofessorin in Frankreich und Japan und erhielt Rufe vom Georgia Institute of Technology in Atlanta, USA und von der Universität zu Köln.

Ihre Forschungsschwerpunkte sind Angewandte Analysis und Mathematische Modellierung in Biologie und Medizin. Von besonderem Interesse sind dabei für sie strukturbildende Prozesse in interagierenden zellulären Systemen und die qualitative Analyse nicht-linearer partieller Differentialgleichungsmodelle.

Aus dem Inhalt des Vortrages

"Mathematische Modellierung von Strukturbildung in zellulären Systemen"

Strukturbildung in entwicklungsbiologischen Systemen ist ein genereller und fundamentaler Prozess, dem in verschiedenen Systemen und in verschiedenen zeitlichen Stadien unterschiedliche funktionale Mechanismen unterliegen. Diese aufzudecken und deren Zusammenspiel zu verstehen, ist eine der herausfordernden Fragen der Lebenswissenschaften. Mathematik und mathematische Modellierung kann und will Beiträge dazu leisten. In sogenannten minimalen Modellierungsansätzen werden wenige oder einzelne hypothetisierte unterliegende Mechanismen auf ihre strukturbildenden Eigenschaften hin untersucht. Umgekehrt können mit mathematischen Analysen auch neue Hypothesen für mögliche strukturbildende Prozesse aufgestellt werden.

Im Vortrag werden konkrete biologische Beispiele vorgestellt, die Resultate mathematischer Modellierung anschaulich erklärt und die Ergebnisse vergleichend diskutiert.

Professorin Dr. Eva K. Grebel

ist Professorin für Astronomie und Direktorin am Astronomischen Rechen-Institut (ARI). Das ARI ist eines von drei Instituten des Zentrums für Astronomie der Universität Heidelberg.

Professorin Grebel studierte an der Universität Bonn und schloss dort 1995 ihre Promotion in der Astronomie ab. Während ihres Studiums verbrachte sie ein halbes Jahr am Space Telescope Science Institute in Baltimore sowie zwei Jahre an der Europäischen Südsternwarte in Chile. Es folgten Postdocaufenthalte an der University of Illinois (Urbana-Champaign), Universität Würzburg, University of California (Santa Cruz), University of Washington (Seattle), letzteres mit einem Hubble Fellowship der NASA. Im Jahr 2000 trat Eva Grebel eine Stelle als Forschungsgruppenleiterin (C3) am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg an. 2003 akzeptierte sie einen Ruf an die Universität Basel, wo sie die Leitung des Astronomischen Instituts übernahm. 2007 folgten Angebote auf W3-Professuren an den Universitäten Bonn, Göttingen und Heidelberg. Professorin Grebel entschied sich für Heidelberg. Seit 2008 ist sie Sprecherin des DFG-Fachkollegiums 311 (Astronomie und Astrophysik) und seit 2011 Sprecherin des Sonderforschungsbereichs 881 "The Milky Way System".

Professorin Grebels Hauptforschungsgebiete sind stellare Populationen und Galaxienentwicklung. Ihr Schwerpunkt sind nahe Galaxien, insbesondere unsere eigene lokale Galaxiengruppe, ihre Zwerggalaxien und die Milchstraße. Für ihre Forschungsarbeiten wurde sie wiederholt ausgezeichnet. Unter anderem erhielt sie den Ludwig-Biermann-Preis der Astronomischen Gesellschaft, den Henri Chretien International Research Award der American Astronomical Society, den Johann-Wempe-Preis und den Lautenschläger-Forschungspreis. Professorin Grebel ist ordentliches Mitglied der Heidelberger Akademie der Wissenschaften.

Aus dem Inhalt des Vortrages

"Galaktische Archäologie"

Die Milchstraße ist unsere Heimatgalaxie. Da wir uns mitten in ihr befinden, können wir sie in größtmöglichem Detail erforschen und so die Entwicklungsgeschichte einer ganzen Galaxie anhand der noch vorhandenen "stellaren Fossilien" über Jahrmilliarden zurückverfolgen. Dadurch lassen sich auch Vorhersagen kosmologischer Modelle zur Galaxienentwicklung testen. In der "galaktischen Archäologie" verwenden wir also Sterne unterschiedlichster Alter, um die Entwicklungsgeschichte von Galaxien zu eruieren.

Eine wichtige Modellvorstellung ist die so genannte hierarchische Strukturbildung. Ihr zufolge bildeten sich aus kleinen Dichtefluktuationen nach dem Urknall unter dem Einfluss der Schwerkraft zunehmend größere Materiekonzentrationen. Entsprechend stellt man sich die Bildung großer Galaxien wie der Milchstraße durch das Verschmelzen zahlreicher kleinerer Objekte vor. Tatsächlich kann man solche Ereignisse in den verschiedensten Stadien z.B. in Galaxienhaufen, also Ansammlungen von Tausenden von Galaxien, beobachten, was oftmals zu spektakulären Wechselwirkungen mit erhöhter Sternentstehungsaktivität führt.

Auch in unserer Galaxis hat man in den letzten Jahren spektakuläre Hinweise auf derartige frühere Ereignisse gefunden, erkennbar durch gewaltige Ströme von aus kleineren Galaxien herausgerissenem Material. Wahrscheinlich werden etliche der heutigen kleinen Begleitergalaxien unserer Milchstraße ebenfalls einmal akkretiert. Umgekehrt bieten die überlebenden Satellitengalaxien wertvolle Hinweise auf die Eigenschaften der Bausteine größerer Galaxien.

In ferner Zukunft - in einigen Milliarden Jahren - müssen wir dann schließlich selbst damit rechnen, einem solchen Verschmelzungs- oder Akkretionsprozess zum Opfer zu fallen, wenn die Milchstraße und die nahe Andromedagalaxie aufeinander treffen. Das Endprodukt wird dann wahrscheinlich eine elliptische Galaxie sein, die keine Anzeichen von Spiralstruktur mehr aufweist.