L'Univers primordial ressemblait à une salle surpeuplée où des particules lourdes entraient en collision et se désintégraient à un rythme effréné. Parmi elles, il pouvait y avoir des leptoquarks scalaires — des particules qui s'accrochent à la fois à un quark (la brique de la matière) et à un lepton (par exemple, l'électron). Dans le cadre de la théorie de la grande unification, où toutes les forces de la nature fusionnent en une seule, ces leptoquarks doivent être extrêmement massifs. Sinon, le proton se désintégrerait trop rapidement, or les expériences ne le voient pas.
Lorsqu'une telle masse se désintègre, la gravité quantique l'oblige à émettre des gravitons — les quanta des ondes gravitationnelles. C'est un peu comme un rayonnement de freinage : la particule change brusquement d'état et « tressaille » en courbant l'espace-temps. Plus le leptoquark est lourd, plus ce processus est marqué. Les auteurs ont suivi l'évolution de la densité de ces particules dans l'Univers en expansion, en résolvant l'équation de Boltzmann — l'outil principal pour décrire l'évolution du nombre de particules. Il s'avère que les ondes gravitationnelles ainsi produites devraient remplir le cosmos d'un fond haute fréquence.
Un tel signal ne peut pas être capté par les interféromètres laser classiques comme LIGO. Il faut des détecteurs à cavités résonantes — en gros, de minuscules pièces métalliques où l'onde gravitationnelle fait vibrer les parois à une fréquence strictement définie. Si le signal est détecté, ce serait la première preuve directe de la nature quantique de la gravité et une fenêtre sur l'époque où toutes les interactions étaient unifiées.
Les ondes gravitationnelles émises par les leptoquarks pourraient avoir une fréquence de l'ordre du gigahertz — à peu près autant que celle émise par votre routeur Wi-Fi, sauf qu'elles ne transportent pas des photos de chats, mais l'empreinte de la naissance de l'Univers.
Dans le roman « Contact » de Carl Sagan, le signal extraterrestre contenait les plans d'une machine capable de créer des ondes gravitationnelles pour voyager à travers l'espace-temps — un peu comme les leptoquarks en produisent naturellement lors de leur désintégration.