تخيل غلاية ماء تغلي. عند نقطة الغليان، يتعايش السائل والبخار بشكل منفصل وواضح. لكن إذا رفعنا الضغط ودرجة الحرارة فجأة، يختفي هذا الحد: تتحول المادة إلى حالة فوق حرجة، لم تعد سائلة ولا غازية، بل شيئًا بينهما، حيث تختفي الفروق.

من المدهش أن الثقوب السوداء تظهر سلوكًا مشابهًا. في سبعينيات القرن العشرين، أظهر Stephen Hawking و Jacob Bekenstein، من خلال تحليل الديناميكا الحرارية لأفق الحدث أفق الحدث، أن الثقوب السوداء ليست "سوداء" تمامًا: فهي تمتلك درجة حرارة وإنتروبيا إنتروبيا، وهي مقياس للاضطراب الداخلي، تتناسب مع مساحة الأفق. كان هذا أول تلميح إلى وجود صلة عميقة بين الجاذبية والديناميكا الحرارية.

الآن، طبق الفيزيائيون على الثقوب السوداء طريقة رياضية صُممت في الأصل لدراسة التحولات الطورية في السوائل. تستخدم الطريقة الأعداد التخيلية، وهي نوع من "الصورة السلبية" الرياضية، التي تكشف البنية الخفية تدريجيًا، مثلما يظهر الصورة عند تحميض الفيلم. في هذا الفضاء غير المرئي من المعاملات، تُظهر الثقوب السوداء ليس منطقة فوق حرجة واحدة كما كان يُعتقد سابقًا، بل ثلاث مناطق كاملة: واحدة تشبه السائل، وأخرى تشبه الغاز، والثالثة غير قابلة للتمييز تمامًا، حيث تندمج جميع الخصائص معًا.

هذا الاكتشاف لا يقتصر على تحسين الصورة الطورية للثقوب السوداء الثقوب السوداء. بل يلقي الضوء على الطبيعة الكمومية للجاذبية، وربما يساعد في فهم البنية الداخلية للنجوم النيوترونية النجوم النيوترونية، وهي أجسام تُضغط فيها المادة إلى كثافات قصوى، حيث قد تلعب مثل هذه التحولات الطورية دورًا رئيسيًا.