Un trou noir, après un impact, sonne comme une cloche. Mais au lieu d'un son, il émet des ondes gravitationnelles dont la fréquence diminue rapidement — on appelle cela les modes quasi-normaux. Grâce à cette « sonnerie », on peut connaître la masse du trou, sa rotation et d'autres propriétés.
Les auteurs de l'étude ont pris un trou noir avec corrections quantiques (un ajout qui se manifeste à très petite échelle) et l'ont placé dans un univers avec constante cosmologique — celle-là même qui fait que l'espace s'étend ou se contracte. À l'aide de deux méthodes numériques, ils ont calculé comment le spectre de la sonnerie change. Il s'avère que le paramètre quantique supplémentaire décale nettement les fréquences, mais ne rend pas le système instable. Toutes les perturbations s'amortissent, se transformant en tours d'oscillations quasi-normales.
Fait intéressant : l'effet des corrections quantiques est plus marqué pour les petits trous noirs. Pour les grands, comparables à ceux qui naissent lors des fusions, les écarts sont faibles, mais on peut toujours les chercher. C'est comme écouter une cloche : si l'on modifie légèrement la forme du métal, le son change, mais la cloche ne se fissure pas. Ici aussi, les corrections quantiques modifient la « voix » du trou, mais ne le brisent pas.
Les modes quasi-normaux d'un trou noir ont été calculés pour la première fois dans un cas simple dès les années 1970, mais leur observation directe reste encore un défi pour les observatoires d'ondes gravitationnelles.
Dans le film « Interstellar », la visualisation du trou noir Gargantua s'appuyait sur de vrais calculs, mais les modes quasi-normaux n'y résonnent pas — on ne pourrait les « entendre » qu'avec des détecteurs.