الجسم الكوني يدور، لكن ظله ليس دائريًا. درس الفيزيائيون الفلكيون ثقبًا أسود في نسخة غير عادية من الجاذبية — ما يسمى بعالم الغشاء (حيث يكون كوننا سطحًا ثلاثي الأبعاد في فضاء ذي أبعاد أكثر). في هذا النموذج، يظهر للثقب الأسود معامل إضافي — الشحنة المدية (مقياس لكيفية تشويه الأبعاد الإضافية للجاذبية). تتبع مؤلفو العمل كيف تنحني أشعة الضوء حول هذا الثقب، وبنوا صورته.
شعاع الضوء هنا يشبه رسولًا يركض في شوارع مدينة غير مألوفة ملتوية. عندما ينظر الراصد تقريبًا مباشرة إلى قطب الثقب، تكون الحلقة الثانوية — الحافة الشبحية الخافتة — مختبئة داخل الدائرة الساطعة الرئيسية. بمجرد إمالة النظرة، تتغير الصورة بشكل حاد: تتباعد الحلقات، ويظهر عدم تماثل حاد. ثلاثة عوامل مسؤولة عن هذا الانحراف: دوران الثقب نفسه، وزاوية الرؤية، وتلك الشحنة المدية.
لم يتوقف المؤلفون عند شكل الظل. أضافوا إلى النموذج تدفق المادة الساقطة — الغاز الذي يندفع نحو الثقب من المدار المستقر الأخير حتى أفق الحدث. سمح هذا بحساب انزياحات تردد الإشعاع عبر القرص بأكمله. تبين أن ميل الراصد هو القائد الرئيسي لهذه الانزياحات. بمقارنة نطاقي راديو — 86 جيجاهرتز و230 جيجاهرتز — رأى العلماء أن السطوع والقدرة الإشعاعية الكلية أعلى عند التردد المنخفض. وأيضًا، القرص الذي يدور في نفس اتجاه الثقب يضيء بشكل مختلف عن القرص الذي يدور عكسيًا.
مثل هذه الصورة التفصيلية لجسم غير مرئي ليست مجرد تمرين نظري. عندما تحصل تلسكوبات الجيل القادم على صور لظلال الثقوب السوداء، فإن عدم التماثل واللون الترددي سيكشفان ما إذا كانت الجاذبية تخفي آثارًا لأبعاد إضافية.
الشحنة المدية في نموذج عالم الغشاء يمكن أن تكون سالبة — على عكس الشحنة الكهربائية للثقب الأسود العادي، التي تدخل دائمًا في المعادلات مربعة.
في فيلم "Interstellar"، يظهر الثقب الأسود Gargantua مع مراعاة الدوران، ولكن دون تأثير الأبعاد الإضافية — كان ظله سيكون أكثر غرابة لو أضاف المؤلفون الشحنة المدية.