Une paire de trous noirs tourne dans une danse, se rapprochant progressivement. Ils perdent de l'énergie et de la rotation — ce processus est appelé émission de moment cinétique. Dans la théorie standard d'Einstein, seules les ondes gravitationnelles emportent le moment. Mais que se passe-t-il si la nature comporte des champs supplémentaires ?
Les auteurs de l'étude ont adopté une théorie plus complexe — celle d'Einstein–Maxwell–dilaton. En plus du champ gravitationnel habituel ondes gravitationnelles, y agissent aussi un champ scalaire énergie noire (le dilaton) et un champ électromagnétique matière noire. Ils ont calculé comment ces trois canaux ensemble emportent le moment cinétique d'une paire de trous noirs non rotatifs se déplaçant sur des orbites allongées, et non circulaires. Le calcul a été mené au premier ordre post-newtonien — c'est comme une correction à la physique newtonienne pour les objets rapides et massifs.
Le résultat n'est pas tombé dans le vide. Il reproduit exactement les limites connues : lorsque l'orbite est presque circulaire, la relation d'équilibre fonctionne ; si on retire le dilaton, on obtient la relativité générale pure ; et si les champs sont très faibles, leur contribution s'estompe naturellement. Combinées au flux d'énergie précédemment calculé, ces données donnent une image complète des pertes — une base pour de futurs modèles d'évolution d'orbites excentriques et un calcul précis des phases des ondes gravitationnelles.
Ainsi, la danse des trous noirs perdant leur rotation par des canaux invisibles devient un peu plus claire. Et lorsque les détecteurs capteront un signal provenant d'une paire réelle, nous pourrons vérifier — existe-t-il un champ scalaire dans la nature, ou la gravité est-elle seule ?
Le champ scalaire (dilaton) dans cette théorie ressemble à un « troisième danseur » invisible qui accélère la perte de rotation des trous noirs, tout en restant lui-même imperceptible.