Materie und Universum

Was Planetenforschung mit dem Coronavirus zu tun hat

Der Astrophysiker Kevin Heng und der Epidemiologe Christian Althaus haben 2020 gemeinsam an Studien mitgearbeitet und haben die interfakultäre Plattform INPUT gegründet: Denn die Verbreitung von Infektionskrankheiten wie Covid-19 hat tatsächlich etwas mit Exoplanetenchemie zu tun.

Der Kontakt zwischen dem Center for Space und Habitability CSH und dem Institut für Sozial- und Präventivmedizin ISPM kam 2018 zustande, als Kevin Heng, Direktor des CSH, und Oscar Franco, der damals neu Direktor am ISPM war, in verschiedenen Gesprächen eine mögliche Zusammenarbeit ausloteten. An einem dieser Treffen war auch Christian Althaus dabei.

Die Covid-19-Pandemie hat die Zusammenarbeit zwischen dem Astrophysiker Heng und dem Epidemiologen Althaus nun so beschleunigt, dass sie 2020 gemeinsam an zwei Studien zu Covid-19 beteiligt waren und auch die fakultätsübergreifende Kollaboration mit der neuen Plattform INPUT institutionalisiert haben.

Himmelsobjekte und die Gesundheit der Menschen verstehen

Auf den ersten Blick haben Astrophysik und Epidemiologie wenig gemeinsam. In methodologischer Hinsicht gibt es aber durchaus Überlappungen zwischen den beiden Forschungszweigen.

Kevin Heng hatte festgestellt, dass die mathematischen Gleichungen, die die chemischen Prozesse in der Atmosphäre von Exoplaneten beschreiben, denjenigen ähnlich sind, mit denen die Übertragung von Infektionskrankheiten beschrieben werden. Heng erklärt: «In der Astrophysik untersucht man mit Simulationsmodellen beispielsweise, wie auf fernen Planeten Moleküle miteinander reagieren und Verbindungen eingehen.» Althaus ergänzt: «Mit ganz ähnlicher Methodik, die auf den gleichen mathematischen Grundlagen beruht, erforschen wir in der Epidemiologie, wie sich Infektionskrankheiten übertragen.»

Die beiden Forschungsgebiete sind sich aber auch in anderer Hinsicht ähnlich. Heng sagt: «In der Astronomie sehen wir uns grosse Ansammlungen, sogenannte Populationen, von Objekten am Himmel an. Es können Populationen von Galaxien sein, von Sternen oder Planeten.» Auf statistischer Ebene werden dann Aussagen über diese Populationen getroffen. Und auch in der Epidemiologie betrachtet man Daten auf der Ebene der Bevölkerung, der Population also, und wertet diese statistisch aus. «Man könnte somit sagen, wir nutzen dieselben Instrumente der statistischen Auswertung und der Modellierung, um sowohl Himmelsobjekte als auch die Gesundheit der Menschen zu verstehen», sagen die beiden.

Antworten für drängende Fragen der Zukunft

In beiden Fachbereichen haben es die Forschenden mit einer Unmenge an Daten zu tun. Um die Expertise auf dem Gebiet zu bündeln und Synergien zu nutzen, wurde 2020 die Zusammenarbeit zwischen dem CSH und dem ISPM institutionalisiert und die Plattform INPUT gegründet. INPUT steht für «Interfaculty Platform for Data and Computational Science». Leiter der Plattform ist Christian Althaus.

Kevin Heng sagt: «Der Geist der Plattform INPUT besteht darin, nach verschiedenen Forschungsfeldern Ausschau zu halten, die auf den ersten Blick nicht viel miteinander zu tun haben, die aber in der Anwendung von Modellierung und Statistik eine innige Ähnlichkeit aufweisen.» So ist beispielsweise David Ginsbourger vom Institut für Mathematische Statistik und Versicherungslehre (IMSV) bereits mit an Bord von INPUT. Weitere Forschende werden hinzukommen.

2020 konnte die Universität Bern bereits einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Pandemie leisten. «Und jetzt hoffe ich, dass wir mit INPUT über das Thema Infektionskrankheiten hinaus auch andere Themen bearbeiten können, die heutzutage auf globaler Ebene von grosser Wichtigkeit sind. So zum Beispiel ‘Planetary Health’, also der Gesundheitszustand der menschlichen Zivilisation und ihrer Umwelt, was das globale Zusammenleben, die Ökologie sowie das Klima anbelangt», so Althaus weiter. Dafür braucht es ein umfassendes Verständnis für eine grosse Menge an Daten oder auch Computersimulationen, mit denen komplexe Systeme modelliert werden. «Wir wollen ein Verständnis erhalten für die drängenden Fragen der Zukunft, damit man auch die richtigen Antworten finden kann», sagt Althaus.