Qu'est-ce qu'un Trou noir binaire ?
Un trou noir binaire, ce sont deux trous noirs en orbite l'un autour de l'autre. La paire rayonne son énergie sous forme d'ondes gravitationnelles — des rides de l'espace-temps lui-même — ce qui vide l'orbite jusqu'à ce qu'ils spiralent l'un vers l'autre et fusionnent. C'est l'objet que LIGO a entendu en 2015, et c'est aujourd'hui ce que l'astronomie gravitationnelle détecte le plus souvent.
La fusion finale est l'événement le plus violent de l'univers depuis le Big Bang, et presque personne ne le remarquerait. Quand les deux trous noirs de GW150914 — 36 et 29 masses solaires — se sont réunis, le résidu pesait 62 masses solaires. Trois soleils entiers avaient été convertis en pur rayonnement gravitationnel en un cinquième de seconde, rayonnant brièvement plus de puissance que toutes les étoiles de l'univers observable réunies. Aucune lumière ne fut émise. La seule chose parvenue jusqu'à la Terre, 1,3 milliard d'années plus tard, fut une variation de distance entre des miroirs de l'ordre d'une partie sur 10^21 — un millième de la largeur d'un proton sur un bras de 4 km.
Dessiner cela honnêtement exige de modifier l'intégrateur lui-même. Partout ailleurs dans cette section, la lumière tombe vers un centre unique avec un moment cinétique conservé ; ici, elle est tirée par deux centres, et la somme de deux solutions de trou noir n'est pas elle-même une solution des équations d'Einstein. Ce que fait le shader, c'est superposer les deux attractions, chacune mesurée depuis son propre trou — exact pour un seul trou, fidèle tant que la paire est bien séparée, et honnêtement étiqueté comme approximation pour les dernières orbites, où seule la relativité numérique complète convient.
Ce que cela achète, c'est une image que rien d'autre ne produit. Les deux ombres ne sont pas deux trous noirs collés l'un à côté de l'autre : chacun courbe la lumière de l'autre, si bien que leurs bords en vis-à-vis sont visiblement aplatis et que chacun porte sur son flanc extérieur un mince croissant, image secondaire de lui-même déviée autour de sa partenaire. Au-delà, le disque circumbinaire est tenu à distance, à environ deux fois la séparation — la paire éjecte par effet de marée tout ce qui s'approche — et alimente chaque trou par des flots traversant la cavité. Le champ d'étoiles d'arrière-plan est cisaillé par les ondes gravitationnelles de la paire elle-même, exagérées d'une vingtaine d'ordres de grandeur pour être seulement visibles.