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Tout commence par une minuscule cicatrice : un mince tunnel qui relie deux univers. En cosmologie quantique, on discute depuis longtemps de la possibilité que notre univers fermé soit né de « rien » par effet tunnel (c'est-à-dire qu'un système franchit une barrière infranchissable selon les lois classiques). Mais et si ce n'était pas tout à fait « rien », mais une trace laissée après la séparation d'avec l'univers parent ?

Dans ce nouveau travail, les scientifiques proposent une « recette du petit goulot ». Ils décrivent la naissance de l'univers non pas comme une apparition à partir d'un point, mais comme un détachement de l'univers parent à travers un mince tunnel. Pour éviter de s'embarrasser de la géométrie complète, les auteurs prennent un modèle simplifié d'univers fermé avec une constante cosmologique positive (l'énergie du vide, qui repousse l'espace) et y ajoutent une infime portion de rayonnement. Cet ajout crée deux points de rebroussement : un intérieur, très proche de zéro, et un extérieur, grand comme la taille future de l'univers. En imposant des conditions particulières sur la taille initiale, les auteurs éliminent les solutions indésirables et isolent précisément la branche tunnel. Lorsque l'ajout tend vers zéro, leur recette se transforme en douceur en l'effet tunnel standard « à partir de rien ».

Cette approche relie deux idées concurrentes : la fonction d'onde tunnel proposée par Alexander Vilenkin, et la fonction d'onde sans frontières de James Hartle et Stephen Hawking. Il s'avère que le choix de la description du temps dans l'intégrale de chemin peut donner soit des branches croissantes (comme chez Hartle-Hawking), soit des branches tunnel. Le minuscule goulot devient le pont qui permet de passer d'une description à l'autre, sans recourir à de mystérieuses conditions aux limites à taille nulle.