Les ondes gravitationnelles — ce frémissement du cosmos provoqué par de lointains cataclysmes — sont si faibles que les capter revient à entendre un murmure dans un ouragan. Mais un trou noir peut les amplifier considérablement. Autour d'un trou noir en rotation peut se former un nuage de particules ultralégères, qui se comporte comme un atome géant : le trou noir en est le noyau, et les particules forment un nuage d'électrons diffus.

Lorsqu'une onde gravitationnelle traverse cet « atome », elle l'oblige à libérer son énergie accumulée, telle une impulsion laser — une amplification par milliers. Le nuage puise cette énergie dans la rotation du trou noir lui-même : un effet prédit par Roger Penrose. Et le principe d'amplification, semblable à celui du laser, est l'œuvre de Charles Townes et de ses collègues, qui ont transposé l'idée quantique dans le monde de la gravitation.

Grâce à cela, les détecteurs existants, conçus par Rainer Weiss, pourront capter des signaux qui se noyaient auparavant dans le bruit. Et ces particules sont peut-être la fameuse matière noire, invisible à l'œil et qui ne rentre pas dans le modèle standard.