Гравитация чёрной дыры вызывает искривление пространства-времени, которое действует подобно гигантской линзе: электромагнитное излучение далёкой галактики расщепляется на несколько изображений, вытягивается в дуги — это эффект гравитационного линзирования. Тёмная материя — гипотетическая форма материи, не участвующая в электромагнитном взаимодействии, — окружает чёрную дыру обширным гало, но её влияние на видимую картину линзирования почти незаметно; это можно сравнить с добавлением прозрачной занавески к оконному стеклу: общий вид едва меняется. Однако свет, идущий к наблюдателю разными путями, прибывает с временны́м запаздыванием — от минут до лет. И именно этот интервал слегка модифицируется присутствием невидимого вещества.
Расчёты, основанные на моделях гравитационного линзирования, демонстрируют: даже для сверхмассивных чёрных дыр изменение углового распределения изображений составляет менее тысячной доли процента. Однако разница во времени прибытия «близнецов»-изображений сдвигается на доли секунды — такую величину способны зарегистрировать атомные часы, опирающиеся на стабильность квантовых переходов.
Таким образом, измерение временны́х задержек между линзированными изображениями становится ключом к картографированию невидимого гало тёмной материи. И хотя искажения яркостной картины ничтожны, будущие телескопы, оснащённые высокоточными системами синхронизации, смогут фиксировать микросекундные сдвиги. Парадоксально, но задержка, вызванная самой чёрной дырой, может быть столь огромной, что свет отправился в путь ещё до того, как на Земле появились первые Homo sapiens.
В 1912 году Альберт Эйнштейн предсказал, что гравитация искривляет свет; первое кольцо-мираж нашли лишь в 1979-м с помощью радиотелескопов.
В «Интерстелларе» герои изучают чёрную дыру Гаргантюа по искажённому свету звёзд — сцена почти в точности повторяет расчёты для реальной M87*.