Deux trous noirs tournent de plus en plus vite l'un autour de l'autre et finissent par fusionner. Cette danse ébranle l'espace lui-même : des ondes se propagent depuis le lieu de la rencontre, comme les cercles provoqués par une pierre jetée dans l'eau. Parfois, la fusion s'accompagne d'un éclair de lumière. Si l'on capte à la fois les ondes et l'éclair, on peut mesurer deux fois la distance de la catastrophe – comme si l'on chronométrait le même trajet par le son et par la lumière.
Les ondes gravitationnelles et la lumière devraient voyager à la même vitesse. Si jamais ce n'était pas le cas, cela signifierait que notre compréhension de l'attraction est incomplète. Pour chercher de tels écarts, les scientifiques prennent généralement une théorie existante et l'ajustent aux données. Cette nouvelle étude adopte une approche différente : elle compare simplement les distances, sans se rattacher à aucun modèle.
La méthode a été testée sur le catalogue de fusions de trous noirs GWTC-3. Les distances obtenues correspondent aux prédictions de la relativité générale et de la courbure de l'espace-temps. Donc, pour l'instant, tout est en ordre : la lumière et la gravité courent de concert, comme prévu.
Les ondes gravitationnelles issues de la fusion de trous noirs ont été détectées pour la première fois en 2015 – cent ans après qu'Albert Einstein les a prédites.