廣義相對論是愛因斯坦的引力理論，在其最極端的條件下（接近黑洞的事件視界）進行測試是最完美的。透過觀察超大質量黑洞和引力波的陰影可以找到這種狀態，這是由於恆星質量黑洞相撞而在我們宇宙的結構中起伏不定。

ARC引力波發現卓越中心（OzGrav）、事件地平線望遠鏡（EHT）和LIGO科學合作組織的科學家們首次概述了探索這兩種方法與愛因斯坦廣義相對論偏差的一致方法。這項研究發表在《物理評論D》上，證實了愛因斯坦的理論準確地描述了目前從最小到最大的黑洞觀測結果。

廣義相對論的標誌性預測之一是黑洞的存在。該理論對黑洞對時空結構的影響進行了具體描述：一個二維網格，它編碼物體如何在時空中運動。這種預測稱為克爾度量，該預測可能與光圍繞黑洞的彎曲或雙系統黑洞的軌道運動有關。在這項研究中，與克爾度量的偏差與這些黑洞觀測的特徵有關。

在2019年，事件地平線望遠鏡在銀河系M87的中心生成了黑洞的輪廓影象，其質量是太陽的數十億倍。陰影的角度大小與黑洞的質量，黑洞與地球的距離以及與廣義相對論的預測可能存在的偏差有關。這些偏差可以從科學資料中計算得出，包括先前對黑洞質量和距離的測量。

同時，自2015年以來，LIGO和Virgo引力波天文臺一直在檢測合併恆星質量黑洞產生的引力波。透過測量碰撞黑洞的引力波，科學家可以探索黑洞的神秘本質和度量。這項研究的重點是在兩個黑洞碰撞併合並之前，廣義相對論的偏差表現為引力波的音高和強度的微小變化。

研究人員將M87中超大質量黑洞的陰影測量結果與來自雙系統黑洞檢測（稱為GW170608和GW190924）的引力波結合起來，沒有發現偏離廣義相對論的證據。該研究的合著者和OzGrav研究助理伊桑·佩恩（Ethan Payne）（澳大利亞國立大學）解釋說，兩次測量提供了相似且一致的約束條件。

“不同大小的黑洞可能有助於打破EHT和LIGO / Virgo觀測結果之間的互補行為。” 佩恩說：“這項研究為將來測量與克爾度量的偏差奠定了基礎。”