Un trou noir ne reste pas silencieux. Après une perturbation, il sonne comme une cloche, et cette sonnerie, ce sont ses modes quasi-normaux (des oscillations amorties). Des physiciens ont plongé dans le monde des trous noirs chargés dans un espace anti-de Sitter (un univers à courbure négative, comme une selle). Les trous sont enveloppés de matière noire, cette substance invisible qui n'émet pas de lumière mais attire par la gravité.

La matière noire agit comme un thermostat. Lorsque son paramètre (une mesure de densité) augmente, la température et la pression critiques du trou noir s'élèvent, tandis que le rayon critique de l'horizon (la frontière au-delà de laquelle il n'y a pas de retour) diminue. En d'autres termes, la matière noire fait bouillir le trou noir à des températures plus élevées. Le long des isobares (lignes de pression constante) sous le point critique, les petits et les grands trous noirs chantent différemment. Leurs modes quasi-normaux divergent comme deux trains sur une aiguille, et changent brusquement de pente près d'une transition de phase de première espèce (un changement discontinu, comme la fonte de la glace).

Au point critique, où la différence entre petit et grand trou disparaît, tout est différent. Les fréquences des modes quasi-normaux varient de manière continue, sans sauts brusques. La transition de phase de deuxième espèce ne laisse aucune trace dans la sonnerie. Le long de la courbe de coexistence, les petits et les grands trous noirs vivent côte à côte, et leurs voix se rapprochent. Cela se produit à mesure que la « queue d'aronde » de l'énergie libre de Gibbs (une mesure de l'énergie disponible) se rétrécit et disparaît au point critique. La matière noire n'est pas un simple décor : elle déplace toute la scène thermodynamique et modifie l'acoustique du trou noir.