Une ampoule ordinaire chauffe et brille plus fort – tout le monde le sait. Mais un trou noir de la taille d'un noyau atomique obéit à d'autres lois. Lorsqu'il s'évapore, émettant des particules à cause des effets quantiques à sa frontière (l'horizon des événements), sa lueur ne croît pas avec la température, mais diminue. La raison en est la perte de masse brutale : le trou noir maigrit si vite qu'il n'a pas le temps de s'échauffer.

Les auteurs de l'étude ont modélisé ce processus pour des trous noirs dans un espace à courbure négative (un espace où les lignes parallèles divergent et où le volume croît plus vite que dans une pièce ordinaire). Ils ont représenté l'évaporation comme un effet tunnel de particules à travers l'horizon – un peu comme si un ballon traversait tout seul un mur, obéissant à la probabilité plutôt qu'à la force. Chaque « saut » de ce genre modifie le trou noir lui-même : sa masse diminue, et son entropie (la mesure du désordre) se réorganise. Les calculs montrent que pour les minuscules trous noirs, la lueur s'écarte du spectre thermique idéal de plusieurs dizaines de pour cent.

La deuxième partie de l'étude a porté sur le calcul de l'énergie du vide autour d'un trou noir en évaporation. Il s'est avéré que le flux de rayonnement ne se contente pas d'emporter de la masse, mais modifie aussi la géométrie de l'espace-temps à proximité – comme la glace qui fond refroidit l'eau dans un verre. Cette influence bidirectionnelle (le rayonnement modifie le trou noir, et le trou noir modifie le rayonnement) produit cette lumière « anormale ». En fin de compte, un petit trou noir s'assombrit au lieu de s'embraser – et c'est une clé importante pour comprendre comment le monde quantique fait la transition vers le monde gravitationnel.