Au cœur du sujet se trouve un trou noir en rotation. Sa gravité est si intense qu'elle courbe l'espace-temps autour de lui, modifiant la trajectoire de tout ce qui passe à proximité. Calculer de telles interactions avec une étoile à neutrons – un objet ultra-dense de la taille d'une ville – nécessitait de résoudre des équations volumineuses. Les auteurs de l'étude ont eu une idée élégante : ils ont réduit tous les calculs à une seule fonction génératrice. C'est un outil mathématique comparable à une pâte universelle : à partir d'elle, par simple dérivation (comme on découpe), on obtient instantanément n'importe quel détail du processus – de la force d'attraction à la déformation de l'étoile.
Les forces de marée du trou noir étirent l'étoile à neutrons, et la nouvelle méthode a permis de calculer cette déformation sans des mois de simulations informatiques. Étonnamment, la fonction contient tous les scénarios possibles à la fois : elle décrit la rencontre avec n'importe quel trou noir, de n'importe quelle taille et vitesse de rotation – il suffit de substituer les paramètres.
Cette approche ne fait pas seulement gagner du temps, elle aide aussi à prédire plus précisément les insaisissables ondes gravitationnelles – ces ondulations de l'espace-temps que les scientifiques ne commencent à détecter que depuis peu.
Les fonctions génératrices ont été inventées au XVIIIe siècle pour des problèmes de monnaie, et aujourd'hui elles percent les secrets des trous noirs.
L'étirement d'une étoile à neutrons rappelle les images d'« Interstellar » : le trou noir Gargantua déforme tout ce qui s'en approche de la même manière.