Une pierre jetée dans l'eau laisse des cercles qui s'étendent. Une onde gravitationnelle est une ondulation de même nature, mais dans l'espace-temps. Elle est produite, par exemple, par la fusion de deux trous noirs. En physique classique, cette ondulation est éternelle : une fois créée, elle traverse l'Univers sans s'atténuer.

Mais la gravitation obéit aux lois quantiques. L'onde est composée de minuscules paquets d'énergie, les gravitons (les particules qui transmettent la force de gravité). Les chercheurs ont montré que le flux de gravitons peut se désintégrer en paires de photons, les particules de lumière.

La physique classique interdit une telle transformation. C'est un phénomène purement quantique.

La désintégration laisse des indices. Les photons produits chauffent le rayonnement fossile (la lumière refroidie du Big Bang), ajoutent une lueur supplémentaire dans l'espace intergalactique et peuvent même briser les noyaux d'éléments légers comme le deutérium. Les auteurs de l'étude ont estimé pour la première fois l'intensité que doivent avoir les ondes gravitationnelles d'origine pour que ces traces deviennent visibles. Pour l'instant, les contraintes sont sévères, mais le principe ouvre une porte : les ondes gravitationnelles peuvent être détectées non seulement par des instruments comme LIGO, mais aussi par leur écho quantique dans la lumière.

Les cercles à la surface de l'eau disparaissent, se transformant en chaleur. L'ondulation gravitationnelle n'est pas éternelle non plus — elle peut devenir lumière.