Disentangling Quantum and Environmental Effects through Black Hole Spectroscopy

Provider

Ministry of Education, Youth and Sports

Programme

—

Call for proposals

SMSM2025LU002

Main participants

Astronomický ústav AV ČR, v. v. i.

Contest type

VS - Public tender

Contract ID

-

Project name in Czech

Rozlišení kvantových a environmentálních efektů pomocí spektroskopie černých děr

Annotation in Czech

Pokrok v astrofyzice gravitačních vln přináší nové možnosti pro zkoumání kvantové gravitace na vysokých energiích prostřednictvím černých děr. V důsledku disipativní povahy gravitačního pole dochází po splynutí binárního systému černých děr k vytvoření „zvonícího“ reliktu, který vyzařuje gravitační vlny charakterizované souborem exponenciálně tlumených harmonických oscilací známých jako kvazinormální módy (QNM). Spektrum QNM nese unikátní otisk parametrů černé díry – její hmotnosti, momentu hybnosti a případného elektrického náboje. Dostáváme tak jedinečný nástroj pro zkoumání limitů obecné relativity a poodhalení kvantové povahy černých děr. Avšak reálná astrofyzikální černá díra není izolovaná a výsledná geometrie prostoročasu tudíž není přesně popsána Kerrovou(-Newmanovou) metrikou. I slabé astrofyzikální prostředí jako například akreční disk obklopující černou díru mění geometrii prostoročasu a tím ovlivňuje i QNM. Vyhodnocení tohoto efektu je klíčové pro odlišení efektů způsobených fundamentální povahou zvonícího reliktu, pokud se odlišuje od Kerrova-Newmanova řešení. V navrhovaném projektu si klademe za cíl, v souladu s cíli příslušné COST akce, teoreticky a numericky analyzovat efekty způsobené astrofyzikálním prostředím, jako je akrece hmoty nebo hmotových polí, na gravitační vlny přicházející od zvonící černé díry. Dále identifikujeme pozorovatelné charakteristiky různých modelů černých děr – zejména těch, které zahrnují korekce motivované kvantovou gravitací – a určíme, které z nich lze odlišit od efektů astrofyzikálního prostředí. Výsledky přispějí ke zlepšení naší schopnosti interpretovat pozorování gravitačních vln ze současných (LIGO, Virgo, KAGRA) a budoucích observatoří gravitačních vln, jako je Laser Interferometer Space Antenna (LISA) nebo Einstein Telescope (ET).

R&D category

ZV - Basic research

OECD FORD - main branch

10308 - Astronomy (including astrophysics,space science)

OECD FORD - secondary branch

—

OECD FORD - another secondary branch

—

CEP - equivalent branches <br>(according to the <a href="http://www.vyzkum.cz/storage/att/E6EF7938F0E854BAE520AC119FB22E8D/Prevodnik_oboru_Frascati.pdf">converter</a>)

BN - Astronomy and celestial mechanics, astrophysics

Realization period - beginning

Sep 1, 2025

Realization period - end

Aug 31, 2028

Project status

Z - Beginning multi-year project

Latest support payment

—

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Data delivery code

CEP25-MSM-LU-R

Data delivery date

Sep 18, 2025

Total approved costs

9,921 thou. CZK

Public financial support

9,921 thou. CZK

Other public sources

0 thou. CZK

Non public and foreign sources

0 thou. CZK