L'ombre d'un trou noir n'est pas simplement un cercle noir. D'habitude, on voit un puits sombre entouré d'un anneau lumineux de gaz chaud. Mais si le trou noir n'est pas né de l'effondrement d'une étoile, mais a toujours existé, une surprise pourrait se cacher dans son ombre.
Les auteurs de l'étude ont pris un tel trou noir éternel et y ont ajouté un disque mince de gaz — semblable à celui qui tourne autour des trous noirs ordinaires. Mais surtout, ils ont remplacé la singularité passée (le point où les lois de la physique s'effondrent) par une surface qui émet de la chaleur, comme une plaque chaude. Cette surface se trouve à une distance minuscule du centre — là où, selon l'hypothèse de Markov, la densité de la matière cesse de croître.
Les rayons lumineux qui tombent dans le trou noir et remontent le temps butent sur cette surface brûlante. Pour un observateur lointain, ils créent une tache brillante exactement au milieu de l'ombre. Si la surface est très proche de la singularité, le centre de la tache devient bleuâtre — la lumière est décalée vers le bleu à cause de la gravité. Si elle est plus loin, la tache rougit et s'assombrit.
Les scientifiques ont même imaginé comment chercher une telle tache avec des interféromètres radio. Habituellement, la luminosité du disque et de l'anneau photonique décroît avec la distance selon une loi de puissance. Mais pour la tache, la décroissance est une pure exponentielle. C'est comme une empreinte digitale : en voyant un tel signal, on peut immédiatement dire que quelque chose du passé brille là-bas.
Si notre univers était un trou noir éternel, nous verrions au centre de son ombre la lumière du Big Bang, décalée vers le bleu par la gravité.
Dans le roman « La Lumière du passé » de Bob Shaw, les gens utilisent des verres à lumière lente pour voir le passé — ici, c'est le passé lui-même qui nous éclaire depuis les profondeurs du trou noir.