Les trous noirs continuent à défier la compréhension en tant qu'entités les plus extrêmes de l'Univers, ils pourraient contenir les fluides les plus parfaits qui soient. Les chercheurs de l'université de Washington ont calculé que la matière dans un trou noir devrait avoir une viscosité excessivement faible, environ 400 fois moins que l'eau. La température dans un trou noir attendrait 2 000 milliards de degrés Celsius; une température extrême où la matière se disloque complètement en une soupe de particules subatomiques.
Dans nos trois dimensions spatiales habituelles, la substance dans un trou noir est proche d'un plasma de quarks et de gluons, un état de la matière extrêmement chaud qui n'a existé que pendant une minuscule fraction de seconde après le Big Bang. "Peu importe le nom qu'on lui donne, cette substance pourrait être le fluide le plus parfait qui existe parce qu'elle possède une viscosité (résistance à l'écoulement) extrêmement basse", indique Dam Thanh Son, professeur de physique nucléaire de l'université de Washington.
Son et ses collaborateurs ont utilisé la théorie des cordes pour déterminer qu'un trou noir en 10 dimensions (le nombre de dimensions minimum de l'espace-temps pour cette théorie) se comporte comme s'il avait une viscosité proche de zéro, la plus basse jamais mesurée.
Il est facile de voir la différence de viscosité entre un pot de miel à température ambiante et un verre d'eau. Le miel est beaucoup plus épais et plus visqueux, et il s'écoule beaucoup plus lentement que l'eau. En utilisant la théorie des cordes comme outil de mesure, les chercheurs ont constaté qu'à densité de particules égale, l'eau est 400 fois plus visqueuse que le fluide du trou noir.
Les physiciens depuis des années utilisent la théorie des cordes pour unifier les forces de la nature (la gravité et l'électromagnétisme, par exemple) quand les observations pour telle force ne coïncident pas avec celles pour telle autre. Dans la théorie des cordes, les particules élémentaires sont décrites en tant que petits objets unidimensionnels appelés des cordes, plutôt qu'en tant que particules ponctuelles de dimension zéro. Mais cette théorie exige au moins six dimensions au-delà des quatre auxquelles nous sommes habitués (trois dimensions spatiales plus le temps, souvent désigné sous le nom d'espace-temps). La plupart de ces dimensions supplémentaires sont minuscules et inaccessibles, pourtant elles peuvent avoir des effets mesurables sur les autres dimensions.
Pour être comparable au plasma quark-gluon, le trou noir doit avoir une température d'environ 2 000 milliards de degrés Celsius. À une telle température extrême, il n'est pas étonnant qu'il s'évapore comme tout autre fluide. C'est exactement ce qui arrive aux trous noirs dans nos trois dimensions spatiales, selon une théorie sur le rayonnement des particules des trous noirs du physicien Stephen Hawking.
Mais dans les 10 dimensions de la théorie des cordes, le fluide d'un trou noir ne réagit pas comme les autres. "Pour nous, l'Espace-temps est plat", précise Son, "et cinq des dimensions supplémentaires sont condensées dans une petite sphère finie. Dans la dimension restante, cependant, l'espace est courbe. L'évaporation ne se produit donc pas dans cette dimension car lorsque les particules rayonnent à partir du fluide, elles heurtent le bord incurvé de la dimension et sont renvoyées par rebond dans le trou noir".
Si la température extrême d'un trou noir, entre autres, en fait un endroit très inhospitalier pour les hommes, on s'y déplacerait toutefois avec aisance tant sa viscosité est faible. "Cependant", précise Son, "plus un organisme est petit, plus un fluide lui apparaît visqueux. Pour des bactéries, nager dans l'eau est aussi difficile que de nager dans du miel pour un être humain".