Un trou noir est comme une boule sombre dans l'espace, sur laquelle tombe de la matière lumineuse. Le trou noir a une ombre — la région d'où les rayons ne s'échappent pas. Mais à cause de la courbure de la lumière, l'ombre est plus grande que le trou lui-même : comme l'ombre d'un ballon sur un mur s'agrandit si la lampe est loin.
Il a été prouvé que pour un trou symétrique avec « cheveux », le rayon de l'ombre est toujours au moins 2,6 fois plus grand que le rayon du point de non-retour ($r_{\text{sh}}/r_{\text{H}} \ge 3\sqrt{3}/2$). Le modèle « chauve » le plus simple de Karl Schwarzschild donne cette limite ; tout « cheveu » agrandit l'ombre. Il est surprenant que l'ombre ne soit pas le trou lui-même, mais une illusion due à la lumière courbée de la matière environnante. Les observations de photométrie par des télescopes comme Event Horizon transforment les ombres en test d'exotisme. L'ombre de M87 correspond à un trou « chauve », soutenant la théorie d'Einstein.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2603.03421
The non-linearly coupled Einstein-matter field equations predict the existence of shadows with well-defined boundaries around black holes. We prove that, in spherically symmetric hairy black-hole spacetimes whose matter fields satisfy the weak energy condition, the radii of these shadows are bounded from below by the dimensionless relation $$r_{\text{sh}}/r_{\text{H}}\geq 3\sqrt{3}/2$$, where $$r_{\text{H}}$$ is the horizon radius of the central hairy black hole. The characteristic shadow of the (bald) Schwarzschild black-hole spacetime saturates the analytically derived lower bound.
L'ombre du trou noir M87, photographiée en 2019, s'est avérée conforme à la relativité générale : ronde et avec un rayon 2,6 fois plus grand que le point de non-retour.
Le film « Interstellar » a utilisé de vrais calculs de courbure de la lumière pour créer l'ombre du trou noir Gargantua.