Un crayon lâché sur le sol touche immédiatement toute sa surface. Mais si le sol était quantique — composé d'innombrables grains de sable vibrants — le crayon ne toucherait jamais un point unique. C'est à peu près ainsi que se présente le noyau d'un trou noir dans une nouvelle étude : au lieu d'un point infiniment dense (la singularité), on y trouve une région où l'espace lui-même devient élastique, comme de la mousse.
Les auteurs se sont appuyés sur la gravité quantique à boucles — une approche dans laquelle l'espace-temps n'est pas continu, mais assemblé à partir de minuscules « atomes ». Dans le cas à symétrie sphérique, sans ondes gravitationnelles, ils ont réussi à décomposer la dynamique en couches indépendantes, comme les couches d'un oignon. Le temps était mesuré à l'aide d'un champ « de poussière » auxiliaire : une sorte de sablier qui ne fait que tictaquer sans interférer avec la gravité. Il s'est avéré que les équations admettent une solution avec un noyau anti-de Sitter — une région dont la géométrie rappelle l'intérieur d'une balle élastique qui repousse la matière.
Ensuite, les chercheurs ont vérifié si un rebond de la matière (bounce) apparaissait dans des versions simplifiées du modèle. Il s'est avéré que les approximations finies peuvent le perdre — comme si vous regardiez un trampoline à travers un verre dépoli sans voir l'acrobate sauter. La théorie complète, elle, montre qu'un trou noir pourrait être totalement dépourvu d'horizon, se transformant en un tunnel traversable avec un noyau duveteux.
Le travail se conclut par la construction d'une action quadridimensionnelle — une sorte de notice de montage pour assembler une telle géométrie à partir de pièces plus simples. Cela ouvre la voie à la recherche de tels objets dans l'Univers réel : s'ils existent, ils pourraient laisser des empreintes caractéristiques dans les ondes gravitationnelles ou dans le mouvement des étoiles qui les entourent.
Si notre Soleil devenait soudainement un trou noir avec un noyau anti-de Sitter, sa taille serait d'environ 6 kilomètres — la distance que la lumière parcourt en deux centièmes de seconde.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, l'océan de la planète se comporte comme un objet quantique géant, générant des structures stables à partir du vide — un peu comme un noyau auto-entretenu sans singularité.