adresa:

Ústav teoretické fyziky
Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy
V Holešovičkách 2
180 00 Praha 8

kancelář:

A1023

telefon:

+420 95155 2509

e-mail:

vojtech.witzany@matfyz.cuni.cz

www:

MFF UK, home

Odborné zájmy

Zabývám se studiem dynamiky astrofyzikálních systémů v silné gravitaci v okolí černých děr. Moje práce zkoumá, jak se objekty – od hvězd a oblaků plazmatu po kompaktní objekty – pohybují a vyvíjí v zakřiveném časoprostoru a jak se jejich chování promítá do pozorovatelných signálů. Řečeno jinak: zajímám se o to, jak lze gravitační vlny a elektromagnetická pozorování – od rádiových vln po rentgenové záření – společně využít k prozkoumání fyziky černých děr a testování gravitace v extrémních podmínkách.

Konkrétně se zaměřuji na spirálování kompaktních objektů do superhmotných černých děr a na gravitační vlny generované těmito procesy. Spirálování může být s extrémním poměrem hmotností (EMRI - extreme mass ratio inspiral), které bude pozorováno vesmírnou misí LISA, nebo se středním poměrem hmotností (IMRI - intermediate mass ratio inspiral), které je cílem detektorů nové generace, jako je Einstein Telescope. Zkoumám, jak toto spirálování formují perturbace, vlivy prostředí a odchylky od integrovatelnosti a jak zanechávají stopy na signálech gravitačních vln. Spirálující objekt se ale může srážet i s oblaky horkého plazmatu v okolí černé díry a to může vést k pozorovatelným zábleskům, čemuž se také věnuji.

Z hlediska metod čerpám z klasické obecné relativity, hamiltonovské mechaniky a teorie dynamických systémů, přičemž používám jak analytické poruchové rozvoje, tak numerické simulace. Tato kombinace mi umožňuje vytvářet přesné modely těchto astrofyzikálních procesů či analyzovat, kdy dynamika zůstává integrovatelná, kdy se stává chaotickou a jak tyto režimy ovlivňují astrofyzikální předpovědi.

Nabídka závěrečných prací

Vypsané a  vedené práce v SISu

Studenti

Bakalářští studenti

• Myroslava Tsymbalyuk: Analytické řešení spirálování černých děr (3. ročník)
• Aleš Opl: Kanonická akce odečtená z deformace horizontu černé díry (2022–2025)
• Matěj Váňa: Spirálování rotujících černých děr a jejich gravitační vlny (2022–2025)
• David Podrápský: Obraz akrečního disku u černé díry (2021–2024)

Magisterští studenti

• Jan Feireisl: Gravitačně-vlnové spirálování rotujících kompaktních objektů metodou dvou časových škál (3. ročník)
• David Podrápský: Analytické řešení pohybu dvou rotujících kompaktních těles (2. ročník)
• Matěj Váňa: Spirálování kompaktních objektů ve skalárně tenzorové teorii gravitace (1. ročník)

Doktorští studenti

• Álvaro Rafael Martínez Gómez: Nové horizonty ve zpětné reakci (3. ročník)

Literatura

Librtfy

ORCID

Google Scholar

arXiv

SCOPUS

Seznam publikací s afiliací ÚTF

1. Polcar, L.; Witzany, V.: Toward relativistic inspirals into black holes surrounded by matter Phys. Rev. D  112 (2025) DOI
2. LISA Consortium Waveform Working Group: Afshordi N.; Akçay S.; Seoane P. A.; Skoupý V.; Witzany V.; et al.: Waveform modelling for the Laser Interferometer Space Antenna Living Rev. Relativ. 28 (2025) DOI
3. Witzany, V.; Skoupý, V.; Stein, L. C.; Tanay, S.: Actions of spinning compact binaries: Spinning particle in Kerr matched to dynamics at 1.5 post-Newtonian order Phys. Rev. D  111 (2025) DOI
4. Skoupý, V.; Witzany, V.: Analytic Solution for the Motion of Spinning Particles in Kerr Spacetime Phys. Rev. Lett. 134 (2025) DOI
5. Skoupý, V.; Witzany, V.; Piovano, G. A.: Spherical inspirals of spinning bodies into Kerr black holes Phys. Rev. D  112 (2025) DOI
6. Piovano, G. A.; Pantelidou, Ch.; Uilliam, J. M.; Witzany, V.: Spinning particles near Kerr black holes: Orbits and gravitational-wave fluxes through the Hamilton-Jacobi formalism Phys. Rev. D  111 (2025) DOI
7. Skoupý, V.; Witzany, V.: Post-Newtonian expansions of extreme mass ratio inspirals of spinning bodies into Schwarzschild black holes Phys. Rev. D  110 (2024) DOI
8. Lynch, P.; Witzany, V.; van de Meent, M.; Warburton, N.: Fast inspirals and the treatment of orbital resonances Class. Quantum Grav. 41 (2024) DOI
9. Guolo, M.; Pasham, D. R.; Zajaček, M.; Coughlin, E. R.; Gezari, S.; Suková, P.; Wevers, T.; Witzany, V.; Tombesi, F.; van Velzen, S.; Alexander, K. D.; Yao, Y.; Arcodia, R.; Karas, V.; Miller-Jones, J. C. A.; Remillard, R.; Gendreau, K.; Ferrara, E. C.: X-ray eruptions every 22 days from the nucleus of a nearby galaxy Nat. Astron. 8 (2024) DOI
10. Pasham, D. R.; Coughlin, E. R.; Zajaček, M.; Linial, I.; Suková, P.; Nixon, C. J.; Janiuk, A.; Sniegowska, M.; Witzany, V.; Karas, V.; Krumpe, M.; Altamirano, D.; Wevers, T.; Arcodia, R.: Alive but Barely Kicking: News from 3+yr of Swift and XMM-Newton X-Ray Monitoring of Quasiperiodic Eruptions from eRO-QPE1 ApJL 963 (2024) DOI
11. Witzany, V.; Piovano, G. A.: Analytic Solutions for the Motion of Spinning Particles near Spherically Symmetric Black Holes and Exotic Compact Objects Phys. Rev. Lett. 132 (2024) DOI
12. Kejriwal, S.; Witzany, V.; Zajaček, M.; Pasham, D. R.; Chua, A. J. K.: Repeating nuclear transients as candidate electromagnetic counterparts of LISA extreme mass ratio inspirals Mon. Not. R. Astron. Soc. 532 (2024) DOI
13. Pasham, D. R.; Tombesi, F.; Suková, P.; Zajaček, M.; Rakshit, S.; Coughlin, E.; Kosec, P.; Karas, V.; Masterson, M.; Mummery, A.; Hinkle, J.; Ripperda, B.; Witzany, V.; et al.: A case for a binary black hole system revealed via quasi-periodic outflows Sci. Adv. 10 (2024) DOI
14. Pasham, D. R.; Tombesi, F.; Suková, P.; Zajaček, M.; Rakshit, S.; Coughlin, E.; Kosec, P.; Karas, V.; Witzany, V.; et al.: A case for a binary black hole system revealed via quasi-periodic outflows Sci. Adv. 10 (2024) DOI
15. Polcar, L.; Lukes-Gerakopoulos, G.; Witzany, V.: Extreme mass ratio inspirals into black holes surrounded by matter Phys. Rev. D  106 (2022) DOI