Astrophysik
Der kurze Weg von der Astrophysik zu den Finanzmärkten

Drei Jahre lang hat sich Simon Scheidegger für seine Dissertation mit den letzten Sekunden im Leben von Sternen befasst. Nun untersucht er für die Risikoabteilung der Credit Suisse die Finanzmärkte; die Formeln seien die gleichen, sagt er.

Lucien Fluri
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Für seine Doktorarbeit ausgezeichnet: Simon Scheidegger

Für seine Doktorarbeit ausgezeichnet: Simon Scheidegger

Hansjörg Sahli

Die Uni Basel hat die Arbeit des Solothurners als beste Dissertation an der philosophisch-naturwissenschafltichen Fakultät ausgezeichnet. Scheidegger sitzt vor seinem Laptop. Rot-grün-gelbe Figuren flimmern über den Bildschirm.

Was aussieht wie die Aufzeichnungen einer Wärmebildkamera, sind in Wahrheit die letzten 200 Millisekunden im Leben eines massiven Sterns vor seiner Explosion. «Kurz vor seinem Tod hat der Stern eine Zwiebelschalenstruktur mit einem Eisenkern von etwa 3000 Kilometer Durchmesser im Zentrum», erklärt Scheidegger. Der Stern ist mehr als acht Mal so gross wie die Sonne und einige Millionen Jahre alt.

Weltweit an vorderster Front dabei

Steht ein Stern am Ende seines Lebens, wird sein Kern so lange zusammengedrückt, bis es zum Kollaps des Kerns kommt: Innerhalb von Millisekunden fällt die Materie in sich zusammen - so lange bis entgegenwirkende Kräfte den Kollaps stoppen und eine Explosion einleiten.

«Die Dichte im Kern entspricht hundert Millionen Autos pro Kubikzentimeter», sagt Scheidegger. Die Kräfte sind so gewaltig, dass Raum und Zeit im Universum zu vibrieren beginnen. Milliardenfach übertrifft die freigesetzte Energie den jährlichen Energieverbrauch der Menschheit. Wenige Sekunden dauert dieser Vorgang.

Wochenlang rechnete dazu der Supercomputer mit mehreren hundert Prozessoren für eine 3D-Simulation. Scheidegger gehört zu den ersten, die solche 3D-Simulationen erstellen. Er rechnet dabei vor, was experimentell und mit Beobachtungen noch nicht nachgewiesen ist. «Die Dissertation hat unsere Gruppe im Bereich der Gravitationswellen weltweit an die vorderste Front der Forschung gebracht», sagt Doktorvater und Projektleiter Matthias Liebendörfer, Professor an der Universität Basel.

Nur einen Supercomputer in der Schweiz

«Die Computerressourcen sind ein Problem», sagt Scheidegger. Nur einen Superrechner gibt es in der Schweiz, der die benötigte Kapazität aufweist. Er liegt in Manno im Tessin. Die Programmierung hat einen Grossteil der Zeit eingenommen. «Man nimmt die physikalischen Gesetze, die auf der Erde gelten und versucht das Ganze in Computersimulationen zu bringen», erklärt Scheidegger. «Mit Experimenten auf der Erde kann man aber fast nicht zu den Parametern kommen.» Magnetfelder, Relativitätstheorie oder Kernphysik: alles muss in das Modell.

«Physik ist die grundlegendste Naturwissenschaft», sagt Scheidegger. An der Kanti Solothurn hat er die Lateinmatur gemacht. Wörter lernen mochte er aber weniger. «Sternexplosionen verstehen ist auch das Leben verstehen. Ohne Supernovaexplosionen würde das Leben nicht existieren.» Mit einem Stift zeichnet er Skizzen auf ein Blatt, er spricht in verständlichen Worten und greift auch mal auf die Simpsons zurück, um etwas zu erklären.

Warten auf eine Sternenexplosion

Seine Dissertation soll helfen, Fortschritte im Bereich der Gravitationswellen zu machen. Es geht um Wellen, die mit Lichtgeschwindigkeit Raum und Zeit durchqueren, ihn dabei stauchen und strecken. Das Problem ist nur: Messbar sind sie bisher nicht. «Die Wellen konnten nur indirekt nachgewiesen werden. Sie sind extrem schwach», sagt Scheidegger. Konkret heisst das: Es braucht eine Sternenexplosion innerhalb unserer Galaxie, damit die Messgeräte auf der Erde die Wellen wahrnehmen können. Nur wenige Messgeräte gibt es überhaupt. In den USA, Japan, Italien und Deutschland warten L-förmige Röhren darauf, erstmals die Wellen nachweisen zu können. Bis zu vier Kilometer lang sind beide Schenkel des L, in ihnen sind Laserstrahlen. «Auf die Distanz von der Erde bis zum Mond müssen sie auf ein paar Atomkerne genau messen können», sagt Scheidegger.

Von der Uni zur Grossbank

Stellenangebote von verschiedenen Unis lagen vor, als Scheidegger seine Doktorarbeit beendete. Trotzdem hat er der Astrophysik vorläufig den Rücken gekehrt. «Jobs an der Uni sind auf zwei bis drei Jahre begrenzt», kritisiert er. «Es gibt keine langfristigen Stellen.»

Für die Credit Suisse versucht er nun, die Risiken an den Finanzmärkten vorherzusagen. Einige Dutzend promovierte Mathematiker und Physiker arbeiten weltweit für die Grossbank. Ihre Berechnungen sollen unter anderem vorhersagen, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein gewisser Verlust in einem Portfolio eintreten könnte und dienen der Berechnung der erforderlichen Rückstellungen.

«Das Handwerk ist dasselbe»

«Ob die Diffusionsmodelle beim Neutrinotransport oder die Vorhersage von Optionspreisen, das Handwerk ist dasselbe.» Der Physiker muss Daten extrapolieren und Annahmen treffen. «Es ist keine exakte Wissenschaft», sagt Scheidegger. «Bei einigen Berechnungen ist man nahe, bei anderen weniger.» Und fügt mit Schmunzeln an: «Aber es wird besser.» Milliardenbeträge bei der Grossbank dürften ihn kaum mehr beeindrucken. Extreme Grössenverhältnisse ist er gewohnt.