Lorsque deux trous noirs fusionnent, le trou noir résultant sonne comme une cloche, émettant des ondes gravitationnelles. Auparavant, on ne parvenait à capter que le ton fondamental de cette sonnerie. Mais l'analyse de la fusion GW250114 a montré que le signal cache des oscillations supplémentaires faibles — des harmoniques non linéaires. Elles apparaissent lorsque l'onde principale interagit avec elle-même, un peu comme un coup violent fait résonner une cloche en un accord complexe.

La découverte a été faite par les scientifiques de la collaboration LIGO–Virgo, grâce à une astuce : ils ont soustrait du signal enregistré par les détecteurs le modèle standard basé sur la théorie d'Einstein. Dans le résidu, des modes quadratiques sont apparus avec une confiance 74 fois supérieure au bruit aléatoire. Leur amplitude est de l'ordre du millième de la taille d'un proton. Une telle sensibilité permet de plonger au cœur de la courbure de l'espace-temps et de tester la relativité générale dans des conditions extrêmes.

Ce travail s'appuie sur les travaux de Kip Thorne, Rainer Weiss et John Archibald Wheeler. Désormais, les astronomes n'entendent pas seulement la sonnerie des trous noirs, ils en analysent les harmoniques les plus subtiles — ce qui signifie que nous pouvons mesurer plus précisément les masses et les rotations de ces corps célestes invisibles.