متزلجة فنية تدور على الجليد، وتنحرف تدريجيًا عن مدارها. هكذا، النجم الصغير أو الثقب الأسود، أثناء دورانه حول ثقب أسود ضخم، يفقد الطاقة. إنه يصدر موجات ثقالية (gravitational waves) — تموجات في نسيج الزمكان تلتقطها كاشفات على الأرض.
لكن رقصة هذا الثنائي أكثر تعقيدًا مما تبدو. الرفيق الصغير ليس مجرد نقطة. له دوران ذاتي (مثل قمة دوارة) وشكل يتغير تحت تأثير قوى المد والجزر من العملاق. هذه التفاصيل تؤثر على مدى سرعة فقدان الطاقة، وبالتالي على الإشارة نفسها التي نسمعها. ولأول مرة، قام مؤلفو العمل بحساب هذه التأثيرات بدقة كاملة، باستخدام نظرية النسبية لأينشتاين وطريقة «التأثير الذاتي».
النتائج ليست مجرد جبال من الأرقام الدقيقة، بل أيضًا صيغ ملائمة يمكن للعلماء الآخرين استخدامها. ستعمل على تحسين نماذج إشارات الموجات الثقالية لأي أزواج غير متكافئة — من نجم وثقب أسود إلى ثقبين أسودين مختلفين في الكتلة. وبالتالي، ستتمكن الكاشفات المستقبلية، مثل «تلسكوب أينشتاين» أو LISA، من التقاط حتى أهدأ «النغمات» في الأوركسترا الكونية.
هكذا يصبح رقصة النجم الصغير حول الثقب الأسود مفتاحًا لفهم كيفية عمل الجاذبية في أقصى الظروف. وكل حساب جديد وأكثر دقة يقربنا من سماع هذه الموسيقى السماوية بكل تفاصيلها.
تم تسجيل الموجات الثقالية الناتجة عن اندماج الثقوب السوداء لأول مرة في عام 2015، لكن وجودها تنبأ به أينشتاين في وقت مبكر من عام 1916.
في فيلم «Interstellar» يظهر كوكب يدور حول ثقب أسود فائق الضخامة — وهذه هي الأنظمة المشابهة التي تدرس في هذا العمل.