Црните дупки можеби не се целосно тивки за својата внатрешност. Според нова серија истражувања, начинот на кој е обликувано нивното скриено јадро може да се препознае преку гравитациските бранови што се создаваат кога црната дупка „ѕвони“ по нарушување или спојување.
По ваков настан, црната дупка испушта брзо ослабувачки тонови познати како квазинормални модови. Нивната фреквенција и брзината на гаснење зависат од геометријата на простор-времето. Истражувачите Давиде Батиќ, Денис Дутјх и Фабио Скардиљ ги пресметале овие модови за три модели на црни дупки инспирирани од квантната гравитација.
Резултатите покажуваат јасен контраст. Кога гравитацијата ослабува на многу мали растојанија, црната дупка произведува повисок тон што трае подолго. Кога гравитацијата станува посилна во близина на центарот, тонот е понизок и исчезнува побрзо.
Кај екстремниот модел на Хејворд, главниот гравитациски тон е за 9,5 проценти повисок од тонот на црна дупка опишана со Ајнштајновата теорија и се гаси 22,1 процент побавно. Тоа значи дека ѕвонењето трае приближно 28 проценти подолго. Кај екстремната црна дупка на Бонано–Ројтер, тонот е повисок за 12 проценти, а гаснењето е побавно за 22,3 проценти.
Планковата ѕвезда го покажува спротивниот ефект. Во овој модел гравитацијата се засилува во близина на центарот, а главниот тон е за 25 проценти понизок и се гаси 21,6 проценти побрзо. Наместо точкаста сингуларност, моделот претпоставува јадро со екстремна густина распоредено на сферична површина.
Објаснувањето се поврзува со таканаречениот светлосен прстен — област во која светлината може да орбитира околу црната дупка. Кај Ајнштајновата црна дупка тој се наоѓа на растојание од околу трипати поголемо од нејзината маса. Кај екстремниот модел на Хејворд се поместува навнатре, до 2,65 пати од масата, па брановите кружат побрзо. Кај Планковата ѕвезда се поместува нанадвор, до 4,14 пати од масата, што го намалува тонот.
За пресметките истражувачите употребиле Чебишевов спектрален метод наместо вообичаената приближна техника. Целиот проблем е претворен во голема матрична задача, решавана со аритметика од 200 цифри. Методот ги репродуцирал познатите тонови на Шварцшилдовата црна дупка со точност до шест децимали.
Овие разлики засега не можат да се измери со современите детектори. Квантните ефекти стануваат значајни само кај црни дупки со маса од неколку Планкови маси, односно десетици микрограми. За црна дупка со маса еднаква на масата на Сонцето, промената би била помала од еден дел во 10⁷⁶. Сепак, ваквите модели можат да помогнат во проучувањето на можни примордијални црни дупки и во тестирањето на теориите за квантната гравитација.
