L'horizon d'un trou noir ressemble à un film de savon tendu au-dessus d'un abîme. De loin, il paraît parfaitement lisse, mais de près, il tremble. Cette ondulation naît des fluctuations quantiques, c'est-à-dire de la création et de l'annihilation incessantes de particules dans le vide.
Des physiciens ont étudié ce tremblement pour un trou noir dans un espace tridimensionnel à courbure négative (c'est la géométrie d'un univers anti-de Sitter). Ils ont défini une recette précise pour mesurer l'amplitude des oscillations et l'ont appelée « largeur quantique » de l'horizon. Grâce au principe holographique, l'idée que la gravité à l'intérieur d'un volume est entièrement décrite par une théorie sur son bord, ils ont relié cette largeur à des quantités familières sur le bord.
Il s'avère que l'amplitude typique du tremblement est approximativement égale à la racine quatrième du produit de la constante gravitationnelle et du cube du rayon de l'espace. En chiffres, c'est bien plus grand que la longueur de Planck (la plus petite taille possible). De plus, plus on observe à petite échelle, plus l'horizon tremble : à la limite d'une taille nulle, les oscillations divergent logarithmiquement vers l'infini.
Ce résultat est l'argument le plus fiable à ce jour pour affirmer que les fluctuations quantiques de l'horizon sont réelles et visibles sans artifice. Le tremblement du film n'est pas une simple fantaisie théorique, mais une conséquence directe de la gravité quantique telle qu'on la comprend aujourd'hui.
On peut se représenter la largeur quantique de l'horizon comme le tremblement d'une bulle de savon agitée par l'agitation thermique des molécules d'air, sauf qu'ici les « molécules » sont des particules virtuelles du vide.
Dans le roman « Trous noirs et distorsions du temps », Kip Thorne décrit l'écume quantique à l'horizon ; c'est précisément ses propriétés que ce travail précise.