Une pierre tombe dans une eau calme, et des cercles se propagent à la surface. Un trou noir se comporte de manière similaire lorsqu'un objet tombe en lui ou lorsqu'il fusionne avec un autre. Le trou noir se met à osciller, et ces oscillations s'échappent dans l'espace sous forme d'ondes gravitationnelles. Les astrophysiciens appellent ce phénomène le « chant » du trou noir.
Les auteurs de ce nouveau travail ont construit un modèle informatique qui montre pour la première fois l'histoire complète de ce chant, du premier sursaut jusqu'à l'extinction à peine perceptible après un long moment. Auparavant, on n'étudiait que le « son » lui-même, c'est-à-dire les fréquences des oscillations. Désormais, on peut voir comment l'amplitude du signal varie et à quelle vitesse il s'éteint. Pour cela, ils n'ont pas utilisé les équations d'Einstein standard, mais une version étendue, une théorie paramétrée « au-delà de Teukolsky ». Celle-ci ajoute de petites corrections aux calculs, qui pourraient indiquer une nouvelle physique.
La simulation a été comparée à des solutions mathématiques exactes. Pour les cas simples, l'accord était excellent. Lorsque les oscillations devenaient plus complexes, un « mélange » d'autres tons apparaissait, et il devenait plus difficile d'isoler un signal pur. Ce sont précisément ces signaux mixtes qui proviennent des trous noirs réels. Par conséquent, cette nouvelle approche pourrait aider à décoder plus précisément les données des détecteurs d'ondes gravitationnelles et à y chercher des traces de lois inconnues de la nature.
Un trou noir ne « chante » pas avec un seul ton pur, mais avec plusieurs à la fois, comme une cloche frappée avec un marteau. Chaque ton s'éteint à sa propre vitesse, et grâce à eux, on peut déterminer la masse et la vitesse de rotation du trou.
Dans le film « Interstellar », les héros transmettent des données via les ondes gravitationnelles — c'est à peu près ainsi que les scientifiques espèrent un jour capter le « murmure » des corrections quantiques à la théorie d'Einstein.