أفق الثقب الأسود هو الحد الذي لا يستطيع حتى الضوء الإفلات منه. لكن في عام 1974، أظهر ستيفن هوكينج أنه بسبب قوانين الحقل الكمومي، فإن هذا الحد «يتوهج» قليلاً. الفضاء الفارغ قرب الأفق يتصرف كالماء المغلي: تنشأ وتختفي منه باستمرار أزواج من الجسيمات، وأحياناً يطير أحد الجسيمات بعيداً، حاملاً معه جزءاً ضئيلاً من كتلة الثقب. وهكذا يتبخر الثقب الأسود ببطء.
لوقت طويل، كان الفيزيائيون يستطيعون حساب أبسط الحالات فقط — مثلاً، إصدار جسيمات بلا كتلة، كالضوء. لكن الجسيمات الحقيقية، التي تتكون منها المادة، تمتلك كتلة وهي أعقد تركيباً. هذه الجسيمات هائلة الكتلة توصف في النموذج القياسي — أفضل مرجع لدينا عن الجسيمات الأولية. وباستخدام المحاكاة العددية، قام العلماء لأول مرة بحساب إصدار الجسيمات هائلة الكتلة من ثقب أسود دوار. وهنا يدخل الدوران. إذا كان الثقب يدور، فإن جاذبيته تلف انحناء الزمكان حوله، ويبدأ الثقب بالتصرف كقائد أوركسترا يضبط إيقاع ثلاث موجات مختلفة. هذه الموجات تشبه ثلاثة أصوات في ثلاثي جاز.
الصوت الأول هو صوت الكونترباص العميق. يكون قوياً عندما يكون الثقب خاملاً ويدور ببطء. الصوت الثاني هو صوت الكمان الحاد. عندما يدور الثقب بأقصى سرعة تقريباً، تبدأ هذه الموجة بأخذ طاقة الدوران منه وتتعزز. يُسمى هذا التأثير الإشعاع الفائق. الصوت الثالث هو صوت الفيولا الخافت، يكاد لا يُسمع وليس مهماً للصورة العامة.
النتيجة الأكثر إثارة للدهشة تتعلق بكتلة الجسيمات. عادةً، كلما زادت كتلة الجسيم، صعُب عليه التولد قرب الأفق — تماماً كما يصعب قذف حجر ثقيل من الماء المغلي. لكن الدوران السريع يغير القواعد. فهو قادر على قذف جسيمات أثقل مئة مرة مما قد نتوقعه من درجة حرارة الثقب. يشبه هذا عاصفة ترفع في الهواء حجارة لا غباراً. بالمقابل، الصوت الأول يكاد يصمت مع ازدياد الكتلة. تتصرف الأصوات الثلاثة بطرق مختلفة تماماً.
هذه المعرفة مهمة جداً للبحث عن الثقوب السوداء البدائية — أجسام صغيرة ربما بقيت منذ ولادة الكون. تبلغ كتلتها حوالي 10¹⁵ غراماً (مثل كويكب صغير)، ويُفترض أنها تتبخر الآن، قاذفة جسيمات ذات طاقات عالية. يمكن لتلسكوبات أشعة غاما مثل Fermi-LAT التقاط مثل هذه التوهجات. بدون فهم دقيق للأصوات الثلاثة، نخاطر بتفويت الإشارة أو الخلط بينها وبين التشويش.
وهكذا، فإن حافة الثقب الأسود، حيث يغلي الفراغ الكمومي، تتحول إلى مسرح لحفل ثلاثي الأصوات. كل جسيم يطير بعيداً هو نغمة تُغنى بثلاثة أصوات، ومصير الثقب يتوقف على كيفية غناء كل منها. ترتبط عملية التبخر هذه ارتباطاً وثيقاً بمفهوم الإنتروبيا للثقب الأسود، الذي كان جاكوب بيكينشتاين أول من أدركه بعمق. فك رموز هذه الموسيقى يعني تعلم سماع الأنفاس الأخيرة للثقوب السوداء المتلاشية.
المعادلة الأساسية التي تصف الجسيمات هائلة الكتلة قرب الثقوب السوداء اشتقها الفيزيائي ألكسندرو بروكا عام 1936. لكن الأمر تطلب عقوداً وحواسيب قوية لحلها للثقوب الدوارة واكتشاف هذا التأثير غير المتوقع.