Une toupie tourne si vite que l'air autour d'elle se met à tourner à l'unisson. C'est à peu près ce que fait un trou noir : s'il tourne, il peut transférer son énergie aux particules qui se trouvent à proximité. Ce processus est appelé superradiance — il ressemble à un écho dans les montagnes, sauf qu'au lieu du son, ce sont de nouvelles particules qui naissent.
Dans ce travail, les physiciens ont examiné ce qui se passerait si des photons sombres hypothétiques — des porteurs invisibles d'interactions dans le secteur de la matière noire — tombaient dans un tel « écho ». Il s'avère que, dans certaines conditions, ces photons sombres peuvent se désintégrer en paires de neutrinos et d'antineutrinos. La clé d'une telle désintégration réside dans le fait que les neutrinos possèdent des propriétés électromagnétiques inhabituelles, au-delà du modèle standard. C'est comme si un objet globalement neutre se mettait soudainement à être attiré par un aimant.
Mais pour l'instant, aucun signal de ce type n'a été observé. Et c'est en soi un résultat. Les scientifiques ont utilisé le silence des détecteurs pour contraindre le nombre possible de trous noirs primordiaux — ceux qui sont nés dans l'Univers primordial et qui auraient pu déclencher tout ce mécanisme. Il en ressort que leur part dans la matière noire ne peut pas être trop importante, sinon le fond de neutrinos serait visible. Ainsi, l'absence de signal devient un outil qui dessine les frontières du monde invisible.
La superradiance des trous noirs a été prédite dès les années 1970, mais sa variante « sombre » — impliquant des particules hypothétiques comme les photons sombres — n'est devenue un sujet brûlant que maintenant, avec le développement de l'astronomie multimessager.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, l'océan de la planète engendrait de mystérieux « visiteurs » venus des profondeurs de l'inconscient — ici, le trou noir, tel un océan cosmique, engendre des particules à partir du vide, et nous tentons de comprendre leur nature.