Чёрная дыра похожа на волчок, который никогда не останавливается сам по себе. Но если вокруг неё появится облако из сверхлёгких частиц — бозонов, — картина меняется. Такой «туман» начинает работать как невидимый тормоз: частицы вытягивают вращение дыры, заставляя её замедляться. Взамен облако раскачивается и начинает испускать гравитационные волны — рябь пространства-времени, похожую на круги от брошенного камня, только камень этот невидим, а пруд — сама Вселенная.
Авторы работы прикинули, что сможет увидеть будущий космический детектор LISA, когда станет наблюдать за слияниями массивных чёрных дыр. Они рассмотрели два способа охоты на бозоны. Первый — прямое измерение того, как быстро вращается каждая дыра до и после слияния: если вращение оказывается ниже ожидаемого, это может указывать на работу бозонного облака. Второй — прицельный поиск гравитационных волн от остатка после слияния, когда облако особенно активно переизлучает накопленную энергию.
Результаты зависят от того, какая модель рождения массивных чёрных дыр верна — из лёгких «семян» или из тяжёлых. Но в любом случае измерения спинов (скорости вращения) дыр позволят прощупать диапазон масс бозонов примерно от 5×10⁻¹⁸ до 10⁻¹⁴ электронвольт — это как искать монетку не на ощупь, а по её тени на песке. Поиск гравитационных волн от остатков слияний более узок, зато может дать уверенное обнаружение, если бозоны попадут в чувствительную область. Для некоторых моделей вероятность найти такой сигнал близка к ста процентам.
Если сверхлёгкий бозон существует, облако вокруг чёрной дыры может быть размером с Солнечную систему, но состоять из частиц, каждая из которых в миллиарды раз легче электрона.
В романе «Спин» Роберта Уилсона невидимая мембрана замедляет время на Земле — здесь же невидимое облако частиц замедляет вращение чёрной дыры, и это можно услышать.