Dans le moteur d'une voiture, le gaz chauffe et pousse le piston. Un trou noir peut faire de même : dès les années 1970, Jacob Bekenstein et Stephen Hawking ont compris que les trous noirs possèdent une température et une entropie (une mesure de l'information cachée, qui dépend de la surface de l'horizon). On peut donc les intégrer à une machine thermique — il suffit de comprimer et de dilater « l'espace » autour d'eux.

Les auteurs ont placé le trou noir dans une sphère-cylindre imaginaire. En modifiant sa taille, ils ont fait en sorte que le trou noir effectue un travail grâce à la gravité. En raison du ralentissement du temps près de l'horizon (décalage vers le rouge), la température sur les parois varie de manière inhabituelle. La simulation numérique a montré que le rendement maximal est atteint lors de cycles de chauffage et de refroidissement ; il est presque égal à la limite théorique. Cependant, à cause des effets de thermodynamique quantique de la courbure de l'espace-temps elle-même, l'idéal absolu est irréalisable. Cette « quasi-perfection » est extrêmement sensible aux détails de la géométrie — un tel moteur pourrait tester les théories de la gravitation, car la moindre erreur se manifesterait immédiatement.

Il n'est pas exclu que la singularité interne au trou noir joue un rôle. Le concept de « horizon étiré » de Kip Thorne a anticipé une telle approche.