Гравитационные волны — рябь пространства-времени, порождённая далёкими катастрофами вроде слияния чёрных дыр, — настолько слабы, что зарегистрировать их напрямую всё равно что различить шёпот посреди урагана. Однако чёрная дыра способна многократно усилить этот сигнал. Вокруг вращающейся чёрной дыры может сформироваться облако сверхлёгких частиц, и вся система ведёт себя подобно исполинскому атому: дыра выступает в роли ядра, а частицы образуют размытое облако, напоминающее электронное. Это не точная копия атома, а удобная аналогия, помогающая представить структуру.

Когда сквозь такой «гравитационный атом» проходит гравитационная волна, она заставляет облако отдать накопленную энергию — подобно тому, как лазерная вспышка высвобождает энергию возбуждённых атомов. Усиление достигает тысяч раз. Источником энергии служит вращение самой чёрной дыры: этот механизм опирается на эффект, предсказанный Роджером Пенроузом. А принцип усиления, близкий к лазерному, перенесли в область гравитации Чарльз Таунс и его коллеги, применив квантовые идеи к макроскопическому объекту.

Благодаря такому усилителю существующие детекторы, разработанные при участии Райнера Вайсса, смогут улавливать сигналы, которые прежде тонули в инструментальном шуме. А сами сверхлёгкие частицы, возможно, — это та самая тёмная материя, невидимая для электромагнитных наблюдений и не вписывающаяся в Стандартную модель физики элементарных частиц.