Un rayon lumineux glisse le long de l'horizon d'un trou noir — cette frontière invisible d'où rien ne peut s'échapper. Plus le rayon est proche de l'horizon, plus son « temps » propre s'étire lentement — une mesure particulière du chemin, appelée paramètre affine. Ce paramètre ne croît pas de manière régulière, mais de façon explosive, comme une boule de neige dévalant une pente : chaque instant suivant apporte un accroissement plus grand. C'est précisément dans cette loi explosive que se cache la température du trou noir.
Dans ce travail, on montre que la gravité de surface — la grandeur qui fixe l'échauffement du trou — est déterminée par ce qu'on appelle la dérivée de Schwarz. Cet outil mathématique, tel un capteur sensible de courbure, détecte à quel point le rythme des rayons lumineux est « déchiré ». Si le paramètre affine croît comme une fonction puissance, la dérivée de Schwarz donne un nombre constant, et ce nombre est le carré de la gravité de surface. Ainsi, la température cesse d'être une propriété mystérieuse de la matière et devient une empreinte de la géométrie de l'horizon lui-même.
Les auteurs ont testé l'idée sur un modèle à masse variable : même lorsque le trou noir « maigrit » ou « grossit », la relation entre la gravité de surface et la dérivée de Schwarz demeure. C'est une indication que la thermodynamique des trous noirs — température, rayonnement, entropie — pourrait être entièrement dérivée de la géométrie projective de l'horizon. Si c'est le cas, le trou noir est semblable à un instrument de musique dont le son (le rayonnement thermique) est entièrement déterminé par la forme du résonateur (l'horizon).
La dérivée de Schwarz doit son nom au mathématicien allemand Hermann Schwarz, mais elle est entrée en physique par la théorie des cordes et les théories conformes des champs — et voilà qu'elle aide maintenant à comprendre les trous noirs.
Dans le roman « Hypérion » de Dan Simmons, les Tombeaux du Temps sont entourés d'un champ anti-entropique — comme si la géométrie y dictait ses propres lois de la thermodynamique, tout comme dans le cas de l'horizon d'un trou noir.