Un trou noir, dans la théorie classique, est un endroit où la matière se comprime en un point de densité infinie. Une telle « singularité » ressemble à une erreur dans les équations : la nature supporte mal les infinis. De nombreux physiciens cherchent des moyens de « lisser » ce défaut, et l'une des idées consiste à modifier la théorie de la gravité elle-même à petites distances.
Les auteurs de ce nouveau travail s'appuient sur ce qu'on appelle les gravités quasi-topologiques — des extensions de la théorie d'Einstein, où l'on ajoute aux équations des combinaisons plus complexes de la courbure de l'espace-temps. En général, ces théories souffrent de « fantômes » (des particules à énergie négative) ou de couplage fort (lorsque de petites perturbations provoquent une réponse incontrôlable). Ici, une version à « dérivées infinies » est proposée : l'interaction gravitationnelle est « étalée » dans le temps, ce qui élimine les fantômes et rend la théorie stable.
Dans cette théorie, les auteurs trouvent des solutions exactes pour des trous noirs sphériques. À l'intérieur de l'horizon des événements, il n'y a plus un point de courbure infinie, mais un noyau régulier — une région où la courbure est finie. Cela ressemble à un entonnoir dans un évier avec un fond arrondi : l'eau s'écoule, mais sans déchirer la trame de l'espace. De plus, pour ces solutions, le théorème de Birkhoff est vérifié — le champ gravitationnel à l'extérieur d'un objet sphérique ne dépend pas de ce qui se passe à l'intérieur, mais est déterminé uniquement par la masse totale.
Ce travail n'est pas une réponse définitive, mais plutôt une démonstration que l'on peut construire une théorie cohérente avec des trous noirs réguliers, sans introduire de matière exotique. Il ouvre la voie à l'étude des corrections quantiques à la gravité sans paradoxes. Si un jour les astronomes parviennent à regarder sous l'horizon des événements, de tels modèles leur indiqueront ce qu'ils pourraient y voir.
L'idée d'« étaler » l'interaction dans le temps n'est pas nouvelle : dans les années 1960, de telles approches étaient utilisées pour décrire les interactions fortes des particules élémentaires, afin d'éviter les infinis dans les calculs.
Dans le roman « Sphère » de Michael Crichton, un artefact extraterrestre s'avère être un trou de ver stable — un objet dont l'existence nécessite une solution régulière sans singularité, semblable à celle trouvée dans ce travail.