Un orchestre où chaque musicien joue sa partition, tandis que le chef tente de saisir un rythme à peine audible, commun à tous. C'est à peu près ainsi que les astronomes recherchent les ondes gravitationnelles émises par des paires de trous noirs supermassifs (pesant des milliards de soleils) qui tournent l'un autour de l'autre dans des galaxies lointaines. Les musiciens, ici, sont les pulsars, des étoiles en rotation rapide dont les impulsions radio nous parviennent avec une précision d'horloge. Lorsqu'une onde gravitationnelle traverse notre Galaxie, elle comprime et étire légèrement l'espace, et le rythme des pulsars se décale d'un rien — de quelques fractions de milliardième de seconde.
La principale difficulté réside dans le fait que le « son » émis par une paire de trous noirs n'est pas fixe. La fréquence de l'onde gravitationnelle augmente à mesure que les trous noirs se rapprochent — tout comme la tonalité de la sirène d'une ambulance change quand elle approche. Pour entendre cette tonalité changeante, il faut ajuster simultanément de nombreux paramètres : l'intensité du signal, sa direction, le rythme d'accélération. Avec l'ancienne méthode, cela exigeait d'essayer un nombre si grand de combinaisons que la tâche devenait irréalisable. Les auteurs de ces travaux proposent un test statistique astucieux qui trouve lui-même les meilleurs réglages, comme un accordeur de piano expérimenté détermine la tension des cordes sans essayer toutes les combinaisons imaginables.
Dans leur approche, le signal provenant de chaque trou noir et de la Terre est traité conjointement, mais sans complexité superflue. D'abord, on « réduit » mathématiquement tous les détails superflus liés aux pulsars individuels, puis les paramètres restants sont recherchés par un algorithme intelligent, inspiré du comportement d'une volée d'oiseaux. Résultat : même un signal faible provenant d'une paire de trous noirs en évolution (d'une masse totale d'environ un milliard et demi de soleils) est détecté avec certitude dans un réseau de 30 pulsars. Si auparavant ces recherches ressemblaient à une tentative d'entendre un murmure pendant un orage, nous disposons désormais d'un microphone sensible. Et le chef d'orchestre distingue enfin le rythme commun, sans se perdre dans le bruit de l'orchestre.
Les trous noirs les plus massifs connus pèsent l'équivalent de 40 milliards de soleils — si un tel trou noir remplaçait le Soleil, son horizon s'étendrait au-delà de l'orbite de Pluton.
Dans le roman « Contact » de Carl Sagan, un signal extraterrestre est détecté grâce à un réseau de radiotélescopes — une idée similaire d'écoute collective du cosmos.