Un trou noir absorbe tout, même la lumière. Mais il ne viole pas les lois de la physique : il possède une entropie — une mesure de l’information cachée que l’objet « se souvient ». Dans les années 1970, Jacob Bekenstein et Stephen Hawking ont découvert une régularité étrange : l’entropie d’un trou noir croît non pas avec son volume, mais avec l’aire de son horizon des événements — cette surface imaginaire d’où rien ne revient. Comme un livre dont le texte serait écrit non sur les pages, mais uniquement sur la couverture.

Un nouveau travail révèle d’où vient cette aire. L’horizon peut être divisé en cellules minuscules de la taille de la longueur de Planck (la plus petite échelle qui a un sens, environ 10⁻³⁵ mètre). Ces cellules sont comme des carreaux identiques d’une mosaïque. Les physiciens ont compté de combien de façons on peut les permuter sans changer l’image globale. Ce comptage donne deux contributions. La première dépend du nombre de carreaux et correspond à l’aire. La seconde — une correction logarithmique — est fixe et ne dépend pas de la taille du trou noir.

L’approche est précieuse par sa généralité et son minimum d’hypothèses. Elle suggère que l’espace-temps est réellement constitué d’« atomes » discrets, et que le trou noir est un terrain d’essai idéal pour les étudier. Un jour, cela aidera à construire une théorie de la gravité quantique. Et donc à comprendre la structure de l’Univers à son niveau le plus profond.

Contrairement à l’image d’un gouffre qui engloutit tout, le trou noir se révèle être un archiviste économe : sa surface conserve tout ce qui y est tombé. Et la mosaïque sur l’horizon continue de surprendre.