Un agujero negro no es un objeto muerto. Tras una perturbación, como la fusión con otro agujero, resuena como una campana. Ese tañido no es solo un sonido, sino un conjunto complejo de oscilaciones amortiguadas que se denominan modos cuasinormales. Su frecuencia y velocidad de amortiguamiento dependen del propio agujero: de su masa, carga y rotación.
En el nuevo trabajo, los científicos examinaron agujeros negros cargados en un tipo especial de espacio: el anti-de Sitter (que se asemeja a una silla de montar cóncava). Resultó que, al variar la temperatura, un agujero de este tipo puede reestructurarse de un salto: primero ser grande, luego encogerse hasta ser pequeño y después expandirse de nuevo hasta un tamaño intermedio. Esto se parece a una transición de fase reentrante, conocida en algunos líquidos y aleaciones. Pero aquí ocurre a la escala del horizonte de sucesos.
Los autores resolvieron la ecuación de Klein-Gordon para un campo escalar sin masa mediante el método de tiro y calcularon las frecuencias de los modos cuasinormales para cada fase. Las frecuencias se distinguían claramente: el agujero pequeño resonaba en una nota, el grande en otra y el intermedio en una tercera. Así, los físicos obtuvieron una “huella vocal” de cada fase termodinámica. Ahora, escuchando el tañido de agujeros negros lejanos, se puede saber si están experimentando una reestructuración interna, igual que por el sonido del agua al caer se distingue si está caliente o fría.
Las transiciones de fase reentrantes, similares a la descubierta en los agujeros negros, aparecen en la vida cotidiana: por ejemplo, una mezcla de nicotina y agua al calentarse primero se mezcla, luego se separa y después se vuelve a mezclar.
En la novela “Solaris” de Stanisław Lem, el océano del planeta generaba estructuras complejas que recuerdan a los modos cuasinormales: oscilaciones amortiguadas que guardan memoria de estados pasados.