La matière noire sculpte les trous noirs express
Quelques centaines de millions d'années à peine après le Big Bang, des trous noirs géants se formaient déjà dans l'océan de matière noire invisible. Ils naissaient directement de cette matière, sans l'aide d'étoiles. Ce mécanisme, fondé sur les équations de Lemaître, explique leur apparition précoce. Le secret réside dans la forme. Seules des concentrations lisses et étendues, semblables à une colline arrondie, peuvent s'effondrer en un trou. Les pics aigus ou les bosses irrégulières se dispersent simplement. À l'endroit approprié, la courbure de l'espace-temps devient si intense que la matière tombe inexorablement vers l'intérieur. Les calculs montrent que de tels effondrements se produisaient lorsque l'Univers avait entre un et trois milliards d'années, engendrant des trous de masses allant de mille à un million de soleils. Cela explique d'où viennent les trous noirs supermassifs dès un milliard d'années après la naissance de l'Univers. Rebondissement inattendu : le destin de l'effondrement — qu'il se concentre en un point, s'étire en un filament ou s'aplatisse en une galette — dépendait des mouvements infimes de la matière. Cette « danse » de la matière noire a déterminé l'aspect des galaxies futures, car les trous ainsi formés sont devenus les graines autour desquelles se sont développés les systèmes stellaires que nous connaissons.
Les tout premiers trous noirs ne sont pas nés d'étoiles mourantes, mais directement de la matière noire invisible. Leur effondrement était déclenché par la gravité — et il suffisait d'une forme « vallonnée » appropriée.