الثقوب السوداء نادرًا ما تكون في عزلة تامة. غالبًا ما تحيط بها سحب غير مرئية من جسيمات المادة المظلمة الافتراضية — خفيفة جدًا لدرجة أنها لا تشعر إلا بالتفاعل الثقالي، ولا تصطدم تقريبًا ببعضها البعض ولا بالمادة العادية. عندما يصل هذا السحاب إلى كثافة عالية، يصبح النظام مشابهًا بشكل مذهل لذرة عملاقة: سرب من الجسيمات يدور حول الثقب مثل الإلكترونات حول النواة. وقد أُطلق على هذه الأجسام اسم الذرات الثقالية — وهو مصطلح يبرز التشابه البنيوي، رغم أن المقاييس وطبيعة القوى هنا مختلفة تمامًا.

تصادم ثقبين أسودين الثقوب السوداء يؤدي إلى ولادة ثقب جديد أكثر ضخامة، ويبدأ هذا الأخير في «الرنين» بموجات ثقالية الموجات الثقالية — تموجات في الزمكان تشبه رنين جرس يخفت. الفيزيائيون، بتحليل معادلات النسبية العامة، حسبوا: وجود سحاب من المادة المظلمة يغيّر بشكل ملحوظ إشارة الموجات الثقالية. النغمة الرئيسية، أو تردد الاهتزاز، ينزاح، وكلما زادت كثافة السحاب، زاد الانحراف. الاستعارة هنا دقيقة وواضحة: الجرس الذي يرن في ضباب كثيف يغيّر صوته — هكذا يعدّل سحاب الجسيمات «رنين» الثقب الأسود.

لكن الحسابات كشفت تأثيرًا غير متوقع: نظريًا، يمكن لمثل هذا السحاب ألا يضعف الإشارة فحسب، بل أن يضخّمها أيضًا، عن طريق سحب الطاقة من دوران الثقب عبر آلية تعرف باسم الإشعاع الفائق (superradiance). في هذه الحالة، يبدأ انحناء الزمكان حول الثقب نفسه في الرنين، مولّدًا موجات ثقالية الموجات الثقالية متماسكة يمكننا رصدها. كاشفات LIGO وVirgo، التي تستخدم قياس التداخل الليزري لقياس أصغر إزاحات المرايا، تمتلك بالفعل حساسية كافية لالتقاط مثل هذه التحولات في التردد. وهذا يفتح طريقًا جديدًا تمامًا لاستكشاف المادة المظلمة «بالصوت»: بدلًا من محاولة التقاط الضوء الذي لا تصدره بحكم تعريفها، نستمع إلى ارتجاف الفراغ، مستخرجين معلومات عن السحب غير المرئية من صوت الثقوب السوداء الثقوب السوداء نفسه.