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Dans la Galaxie, l'étoile Marche-Arrêt représente une énigme : elle observe un cycle de deux cent cinquante ans, s'éteint pendant deux cent quinze puis se rallume pour trente-cinq ans. Son unique planète est habitée par des araignées intelligentes qui viennent d'inventer la radio.
Le système de Marche-Arrêt n'a jamais été exploré. Et voilà que deux expéditions, attirées par les signaux radio, s'y installent.
L'une a été montée par les Qeng Ho, un peuple marchand qui parcourt l'espace en achetant et vendant des informations technologiques. L'autre par une civilisation violente et sadique, dite des Emergents, qui a fait de la lutte pour le pouvoir son mode de vie. Son chef, Tomas Nau, cherche à se rendre maître de la planète des Araignées pour exploiter ses ressources. Il lui faut d'abord détruire la flotte Qeng Ho ou s'en emparer.
Mais parmi les Qeng Ho se cache une figure mythique, Pham Nuwen, né mille ans plus tôt, qui connaît tous les tours...
Au tréfonds du ciel a reçu, en l'an 2000, le prix Hugo, tout comme le roman précédent de cet auteur, Un feu sur l'abîme, publié dans la même collection, l'avait obtenu en 1993.
Vernor Vinge décrit avec sa verve habituelle trois civilisations entièrement différentes sur fond galactique.