Comment l'arbre de l'espace engendre deux types de trous noirs ✛ ✎ ✦

Juste après le Big Bang, l'espace s'est développé comme un arbre ramifié. Alan Guth a proposé l'idée de l'inflation — une expansion ultra-rapide qui a rendu le Fond diffus cosmologique si lisse. Dans ce monde en pleine expansion, chaque branche microscopique doublait et se divisait, et des fluctuations quantiques aléatoires rendaient certaines branches légèrement plus denses. Les branches suffisamment lourdes s'effondraient en trous noirs primordiaux.

Ces trous noirs se sont révélés être de deux types. Le premier est ordinaire : la branche se comprime en un point superdense. Le second est exotique : en raison d'une forte courbure de l'espace-temps, une sorte de nœud se forme. De l'extérieur, c'est un trou noir, mais à l'intérieur, il y a une expansion infinie avec la naissance de nouvelles branches. Bien que Hawking et Penrose aient prédit l'inévitabilité des trous noirs, le deuxième type s'est avéré bien plus étrange. En régime d'inflation éternelle, il domine.

Ces trous noirs sont des candidats idéaux pour la matière noire, cette masse invisible qui maintient les galaxies ensemble. Leurs collisions génèrent des ondes gravitationnelles avec une signature caractéristique. Les simulations numériques, qui ont analysé des milliards de structures ramifiées, ont confirmé que le type exotique modifiera la chasse aux signaux provenant de l'Univers primordial.