الموجات الثقالية — وهي تموجات في نسيج الزمكان تنشأ عن كوارث بعيدة مثل اندماج الثقوب السوداء — ضعيفة جدًا لدرجة أن رصدها مباشرة يشبه تمييز همسة وسط إعصار. غير أن الثقب الأسود قادر على تضخيم هذه الإشارة عدة مرات. فحول ثقب أسود دوار يمكن أن تتشكل سحابة من جسيمات فائقة الخفة، ويتصرف النظام بأكمله كذرة عملاقة: الثقب الأسود بمثابة النواة، والجسيمات تشكل سحابة ضبابية تشبه السحابة الإلكترونية. هذا ليس نسخة طبق الأصل من الذرة، بل تشبيه مناسب يساعد على تصور البنية.

عندما تمر موجة ثقالية عبر هذه "الذرة الثقالية"، فإنها تجبر السحابة على إطلاق الطاقة المختزنة فيها — تمامًا كما يحرر وميض الليزر طاقة الذرات المثارة. يصل التضخيم إلى آلاف المرات. مصدر الطاقة هو دوران الثقب الأسود نفسه: تعتمد هذه الآلية على تأثير تنبأ به روجر بنروز. أما مبدأ التضخيم الشبيه بالليزر، فقد نقله إلى مجال الثقالة تشارلز تاونز وزملاؤه، مطبقين أفكارًا كمومية على جسم عياني.

بفضل هذا المضخم، يمكن للكاشفات الحالية، التي طُوِّرت بمشاركة راينر فايس، أن تلتقط إشارات كانت تغرق سابقًا في الضجيج الآلي. أما الجسيمات فائقة الخفة نفسها، فربما تكون هي المادة المظلمة، غير المرئية في الأرصاد الكهرومغناطيسية والتي لا تنطوي ضمن النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات الأولية.