Une éponge jetée dans un seau d'eau absorbe avidement l'humidité et gonfle à vue d'œil. Mais si l'on ajoute constamment de l'eau et que l'on comprime puis relâche l'éponge, l'absorption devient plus difficile et dure plus longtemps. C'est à peu près ainsi que se comportaient les minuscules trous noirs au tout début de l'Univers.
Ces trous ne sont pas des restes d'étoiles, mais des amas de matière superdense issus de fluctuations aléatoires dans les premiers instants après le Big Bang. On les appelle trous noirs primordiaux. Ils sont apparus avant même que l'Univers ne refroidisse suffisamment pour que les premiers noyaux atomiques puissent se former (l'ère de la nucléosynthèse). À cette époque, un champ particulier faisait rage autour d'eux — l'inflaton — qui oscillait et se désintégrait progressivement, se transformant en un « bouillon » chaud de particules et de rayonnement. Cette période est appelée le réchauffement.
Les auteurs de l'étude ont construit une image complète de la vie d'un tel trou dans cet environnement changeant. Ils ont relié les conditions initiales directement aux données d'observation du fond diffus cosmologique (cet « écho » du Big Bang capté par les satellites). Ensuite, ils ont calculé comment le trou aspire la matière du champ oscillant et du nuage chaud qui se forme autour de lui. Il s'avère que l'action combinée du champ et du rayonnement conduit à une croissance très rapide et non linéaire de la masse du trou. En termes simples, le trou gonfle beaucoup plus que s'il absorbait simplement le rayonnement.
Cette croissance supplémentaire change radicalement le destin du trou. Les minuscules trous noirs s'évaporent en émettant de l'énergie (c'est ce qu'on appelle le rayonnement de Hawking). La durée de vie d'un tel trou dépend de sa masse, et de manière très marquée : doublez la masse et il vivra huit fois plus longtemps. Les trous qui étaient initialement condamnés à disparaître rapidement, après « nourriture » par le champ et le rayonnement, survivent jusqu'à des époques beaucoup plus tardives, lorsque l'Univers est déjà rempli de matière ordinaire et de lumière. Et comme ils vivent plus longtemps, ils émettent plus longtemps, créant des ondulations dans l'espace-temps — les ondes gravitationnelles. Ce fond stochastique (aléatoire) d'ondes gravitationnelles, selon les calculs, est amplifié des centaines et des milliers de fois. Ses traces pourraient être détectées par les détecteurs d'ondes gravitationnelles existants et futurs. Ainsi, l'histoire d'un minuscule trou noir ayant survécu à la jeunesse de l'Univers pourrait nous renseigner sur les tout premiers instants de l'Univers.
Si un trou noir primordial de la masse d'un petit astéroïde se trouvait près de la Terre, il s'évaporerait en une fraction de seconde, mais libérerait une énergie comparable à l'explosion de millions de bombes à hydrogène.
Dans la série « Star Trek : Voyager », l'équipage utilise des singularités quantiques (en substance, des trous noirs microscopiques) comme source d'énergie pour les moteurs.