Deux trous noirs tournent dans une danse cosmique, se rapprochant en spirale. Au final, ils fusionnent en un seul — et cet instant produit une puissante onde gravitationnelle, une ondulation de l'espace-temps lui-même. Et que reste-t-il après la fusion ? Un nouveau trou noir avec une certaine masse, une vitesse de rotation et un « coup de pied » surprenant — il peut recevoir un choc et s'envoler de côté.
Auparavant, pour connaître ces propriétés, il fallait soit calculer longtemps sur ordinateur, soit se contenter d'estimations grossières. Désormais, un groupe de chercheurs a créé un « calculateur » universel — un ensemble de formules qui donnent une réponse presque instantanément. Ils ont « nourri » les algorithmes avec les données de cinq mille simulations précises (où les trous noirs étaient modélisés selon les lois d'Einstein) et de mille autres calculs plus simples pour des paires avec une énorme différence de masse.
Le résultat est deux modèles : l'un pour les cas simples où les trous noirs tournent dans un même plan, l'autre pour les cas plus complexes avec des axes de rotation inclinés. Les modèles n'ont pas simplement été ajustés aux données, mais ont utilisé des indices issus de théories éprouvées et même l'intelligence artificielle pour un réglage fin. Le résultat surpasse en précision tous les anciens analogues et ne cède rien aux modèles informatiques complexes, mais se calcule en quelques secondes. Désormais, les astronomes pourront analyser rapidement les signaux des détecteurs d'ondes gravitationnelles et dresser des cartes de la population des trous noirs dans l'Univers.
Après la fusion, un trou noir peut recevoir un « coup de pied » si fort qu'il s'éjecte de sa galaxie et parte pour un voyage intergalactique.
Dans le film « Interstellar », la fusion de trous noirs est représentée avec une précision scientifique étonnante, mais le « coup de pied » et la perte de masse y sont omis pour les besoins de l'intrigue.