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正如其名，黑洞是黑暗的。完全黑暗。黑洞的引力非常強大，以至於在其附近的一個特定邊界之外，即所謂的事件視界，沒有任何東西可以逃脫。無論是助推器全速運轉的火箭，還是光子，都無法逃脫。什麼都逃不掉。
儘管天文學家無法窺視事件視界內部的情況，但黑洞對其周圍區域的引力效應使得一些間接觀測成為可能。旋渦狀的下落氣體被加熱併發出輻射，照亮黑洞的周圍區域，而恆星圍繞黑洞的軌道允許天文學家估計其質量。現在，研究人員提出了一種新的光學技術，透過測量黑洞應該在經過事件視界附近的光線上留下的印記來觀察和研究黑洞。
黑洞的引力非常強大，以至於扭曲了周圍的時空。如果黑洞旋轉（就像由旋轉恆星坍縮形成的黑洞一樣），它會拖拽時空一起旋轉，這種現象被稱為框架拖拽。（質量較小的物體也會在較小尺度上引起框架拖拽；NASA的引力探測器B於2004年發射，旨在使用靈敏的陀螺儀測量地球自轉的框架拖拽效應。）根據一項新的分析，黑洞的框架拖拽應該透過賦予附近光子一種稱為軌道角動量的特性，在其上產生可探測到的扭曲。當繪製出光束的組成波時，具有軌道角動量的光束看起來有點像螺旋線或線圈。光束上任何一點是波峰、波谷還是介於兩者之間的某個位置，取決於該點相對於螺旋線中心軸的位置。
“這是一種奇怪的、旋轉的光，”烏普薩拉瑞典空間物理研究所的 Bo Thidé 說。“我們稱之為扭曲光、螺旋光——還沒有一個好名字來稱呼它。” 軌道角動量與偏振不同，偏振與光波的方向有關。Thidé 和他在義大利帕多瓦大學、澳大利亞麥考瑞大學和西班牙光子科學研究所的同事在2月13日線上發表於《自然·物理學》雜誌上的一篇論文中報告了他們的發現。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）
扭曲光在天文學中尚未得到充分利用；直到相對較近的時候，實驗室中的物理學家才開發出創造和探測它的能力。“即使對於實驗物理學家來說，也需要一些時間來理解它在做什麼，”Thidé 說。但在2003年的一篇論文中，天文學家Martin Harwit 指出，從天體物理源觀測軌道角動量可能有很多有用的應用，包括探測和表徵黑洞。
Thidé 和他的同事現在計算出，黑洞對時空的拖拽確實應該會對從事件視界附近飛出的光子產生扭曲。更重要的是，目前這一代世界一流的望遠鏡可能能夠探測和測量到這種扭曲光。“訣竅不在於觀測有多難，而在於你必須尋找與你過去所做的不同的東西，”Thidé 說。他指出，需要一種稱為全息探測器的特殊儀器，它可以扭曲入射光束的相位結構，以濾除沒有適當扭曲的光。“這非常類似於偏光眼鏡，”他補充道。Thidé 說，該小組正在與“主要望遠鏡”進行討論，以探索透過這種新方法研究黑洞的可能性。
賓夕法尼亞州立大學的理論物理學家 Martin Bojowald 說，從黑洞中挑選出扭曲的光子將提供關於這些物體本身的新資訊，併為廣義相對論提供重要的檢驗。他為《自然·物理學》雜誌撰寫了關於 Thidé 及其同事工作的評論。“我認為這非常有前景，”他說。“到目前為止，我們還沒有獲得太多關於黑洞的資訊。”
Bojowald 說：“對於天體物理學本身，它為我們提供了一種測量自旋並瞭解它們如何分佈的新方法。” 但更宏大的意義可能來自於獲得更多關於物質和光在極其強大的引力場中如何表現的資訊。Bojowald 說，對相對論的一些修改甚至可能被來自黑洞的扭曲光測量所排除。他指出，至少值得一試，因為黑洞是如此重要的物理物體，但又令人沮喪地難以觀測。“這還沒有完成，所以尚不清楚可以多大程度上約束引數，但這至少是你可以嘗試的東西，”他說。“而且你也沒有太多其他可以做的了。”