Un nuage de poussière cosmique, homogène et sphérique, commence à se contracter sous l'effet de sa propre gravité. À un moment donné, selon les lois classiques, il devrait s'effondrer en un point de densité infinie – une singularité. Mais dans ce modèle, il en va autrement : lorsque la contraction atteint sa limite, les effets quantiques entrent en jeu, et l'intérieur de la sphère ne disparaît pas, mais commence à se dilater.
Pendant ce temps, à l'extérieur, le vide continue de tomber vers l'intérieur. Il en résulte un désaccord : le cœur se gonfle déjà, tandis que l'enveloppe se contracte encore. À la frontière entre les deux naît une onde de choc – un saut physique où la géométrie de l'espace reste continue, mais sa dérivée subit une discontinuité. C'est comparable à un bang supersonique, mais à l'échelle de l'espace-temps.
Les auteurs ont dérivé deux variantes de la métrique pour le vide extérieur – toutes deux rappellent la solution de Schwarzschild, mais avec des corrections. L'espace-temps résultant est géodésiquement complet : tout rayon lumineux ou particule peut y voyager indéfiniment, sans jamais tomber dans une singularité. C'est la première étude où la naissance d'un trou noir régulier est suivie du début de l'effondrement jusqu'au stade final – le tout dans le cadre d'une seule théorie, sans ajustements arbitraires.
Le terme « trou noir » a été inventé par un journaliste, et non par un physicien – en 1967, lors d'une conférence, Ann Ewing l'a utilisé pour la première fois, mais c'est John Wheeler qui l'a popularisé.
Dans le film « Interstellar », les héros traversent un trou noir et aboutissent dans un espace à cinq dimensions – le nouveau modèle permet un voyage sans destruction, mais sans dimensions supplémentaires.