Пара чёрных дыр кружится в танце, постепенно сближаясь. Они теряют энергию и вращение — этот процесс называют излучением углового момента. В обычной теории Эйнштейна момент уносят только гравитационные волны. Но что, если в природе есть дополнительные поля?
Авторы работы взяли более сложную теорию — Эйнштейна–Максвелла–дилатона. В ней, помимо привычного гравитационного поля, действуют ещё скалярное поле (дилатон) и электромагнитное поле. Они вычислили, как эти три канала вместе уносят угловой момент от пары невращающихся чёрных дыр, движущихся не по кругу, а по вытянутым орбитам. Расчёт вели с точностью до первого постньютоновского порядка — это как поправка к ньютоновской физике для быстрых и массивных объектов.
Результат не повис в воздухе. Он точно воспроизводит известные пределы: когда орбита почти круговая, работает балансное соотношение; если убрать дилатон, получается чистая общая теория относительности; а если поля очень слабы, их вклад естественно затухает. Вместе с ранее вычисленным потоком энергии эти данные дают полную картину потерь — основу для будущих моделей эволюции орбит со странностями и точного расчёта фаз гравитационных волн.
Так танец чёрных дыр, теряющих вращение через невидимые каналы, становится чуть понятнее. И когда детекторы поймают сигнал от реальной пары, мы сможем проверить — есть ли в природе скалярное поле, или гравитация одинока.
Скалярное поле (дилатон) в этой теории похоже на невидимого «третьего танцора», который ускоряет потерю вращения чёрных дыр, хотя сам остаётся незаметным.