Une nouvelle étude théorique propose que les trous noirs primordiaux—des objets hypothétiques censés s’être formés dans l’univers primordial—pourraient exister dans une dimension cachée de l’espace, souvent appelée cinquième dimension sombre. Cette dimension, estimée à environ un micron de large, serait invisible et influencée par la gravité. Elle pourrait permettre l’existence de trous noirs primordiaux extrêmement petits sans qu’ils soient directement détectables. Contrairement aux trous noirs issus de l’effondrement d’étoiles, les trous noirs primordiaux se seraient formés à partir de régions denses de l’univers primordial. Ils sont depuis longtemps considérés comme des candidats potentiels pour la matière noire, une forme invisible de matière qui représente une grande partie de la masse de l’univers. La plupart des études traditionnelles envisagent les trous noirs primordiaux comme des objets à quatre dimensions, conformément au modèle cosmologique standard qui décrit l’univers comme ayant trois dimensions spatiales et une dimension temporelle. Cependant, des recherches récentes suggèrent qu’il faudrait réévaluer ces trous noirs en tenant compte de la possibilité d’une dimension spatiale sombre supplémentaire. Dans ce scénario, tandis que la matière et les forces ordinaires seraient cantonnées aux quatre dimensions familières, la gravité pourrait s’étendre dans la dimension cachée, influençant ainsi la formation et la survie des trous noirs primordiaux. Une étude dirigée par Luis A. Anchordoqui du Lehman College, Alek Bedroya de l’Université de Princeton et Dieter Lüst de l’Institut Max-Planck de physique et de l’Université Ludwig-Maximilian de Munich explore l’hypothèse d’une cinquième dimension à l’aide de contraintes issues de la gravité quantique. Dans leur étude détaillée publiée dans Physical Review D, les chercheurs réexaminent les mécanismes de formation des trous noirs primordiaux (TNP) et se demandent si, dans le scénario de la dimension sombre, les TNP sont en réalité des trous noirs à quatre ou cinq dimensions. En appliquant les contraintes de la gravité quantique, ils montrent que tout mécanisme viable, sauf l’existence d’une nouvelle physique exotique à basse énergie, conduit inévitablement à la formation de trous noirs primordiaux à cinq dimensions. Les chercheurs analysent également la durée de vie de ces trous noirs primordiaux à cinq dimensions, explorant la possibilité que certains d’entre eux s’évaporent tard dans leur existence. Dans le scénario qu’ils ont étudié, les contraintes qu’ils imposent suggèrent que certains trous noirs primordiaux se comporteraient initialement comme des objets classiques à quatre dimensions avant de devenir instables et de se transformer en objets à cinq dimensions. Selon leur analyse, les trous noirs primordiaux formés à partir de l’effondrement de boucles de cordes cosmiques seraient directement des structures à cinq dimensions. Les cordes cosmiques sont des défauts topologiques hypothétiques qui pourraient se former lors de transitions de phase dans l’univers primordial. La dimension supplémentaire influencerait le potentiel de durée de vie des trous noirs primordiaux. Les chercheurs suggèrent que les trous noirs primordiaux formés à partir de cordes cosmiques pourraient avoir une durée de vie comparable à l’âge de l’univers. Toutefois, comme il s’agit d’une hypothèse, des recherches supplémentaires et des preuves observationnelles sont nécessaires pour la confirmer.