Un trou noir ressemble à un tourbillon dans une rivière : tout ce qui y tombe ne peut plus s'en échapper. Mais il possède aussi une zone externe — l'ergosphère — où l'espace lui-même se déplace plus vite que la lumière et entraîne tout objet avec lui. Habituellement, la taille de cette zone est strictement liée à la masse et à la vitesse de rotation du trou.
Dans ce nouveau travail, les scientifiques ont examiné un trou noir doté d'une cinquième dimension cachée — minuscule et repliée en anneau. Si l'on donne une impulsion au trou le long de cet anneau, dans notre monde à quatre dimensions, cela apparaît comme une charge électrique. Mais le plus curieux : l'horizon du trou — son « point de non-retour » — reste inchangé, tandis que l'ergosphère gonfle, comme un ballon que l'on gonfle depuis une dimension invisible.
Ce résultat est important pour la recherche de traces de dimensions supplémentaires dans les trous noirs réels. Si un jour on parvient à mesurer la taille de l'ergosphère d'un trou noir en rotation rapide, un écart avec les calculs indiquerait l'influence de dimensions supérieures. En attendant, ce travail rappelle que même les objets cosmiques les plus familiers peuvent cacher des mondes entiers.
L'ergosphère est la région autour d'un trou noir en rotation où tout objet est forcé de tourner avec le trou, même s'il essaie de rester immobile. On peut encore s'en échapper, mais seulement en sacrifiant une partie de son énergie.
Dans le film « Interstellar », les héros utilisent l'ergosphère d'un trou noir supermassif pour une manœuvre qui leur permet de larguer de la masse superflue et d'échapper au piège gravitationnel.