Novembra 1915 je Albert Einstein objavil svojo slavno teorijo splošne relativnosti, ki je revolucionirala fiziko in spremenila naš pogled na vesolje.
Ključna sestavina splošne teorije relativnosti je, da lahko masivni objekt, kot so planeti, zvezde, galaksije ali jate galaksij, ima dramatične posledice za »tkanino« vesolja, imenovano »prostor-čas«. V normalnih pogojih svetloba prehaja skozi prostor v ravni liniji, vendar masivni objekt upogiba prostor-čas tako, da svetloba prehaja po ukrivljeni poti. Tako lahko vidimo izkrivljeno svetlobo oddaljenih galaksij, ki prehaja skozi masivne galaksije na poti do Zemlje .
Seveda obstajajo številni primeri, ki jih povzročajo ti mehanizmi, znani kot »gravitacijska leča«. Ti artefakti se lahko uporabijo za povečanje zmogljivosti najmočnejših teleskopov.
Na tej sliki, ki sta jo posnela vesoljski teleskop Hubble in rentgenski observatorij NASA Chandra, nas Cheshire Cat pogleda. Dejansko se ta galaksija nahaja na razdalji 4 milijard svetlobnih let od Zemlje v ozvezdju Velika Ursa . Del svetlobe teh galaksij je bil deformiran in ukrivljen na svoji poti skozi vesolje, dokler ni dosegel naših teleskopov.
Ta diagram daje dobro predstavo o delovanju gravitacijske leče. Svetloba, ki izhaja iz oddaljene galaksije, poteka skozi prostor in obdaja skupino galaksij v ospredju. Zanimivo je, da ima masa kopic galaksij v ospredju podoben učinek za ta dolgi svetlobni pramen, kot steklena leča, ki je postavljena pred plamenom sveče. Gravitacijska leča vam omogoča, da povečate svetlobo oddaljenih galaksij in ustvarite naravno lečo v prostoru, ki bi sicer ostala preveč zatemnjena, da bi jo lahko videli.
Seveda, poravnava Zemlje, gravitacijske leče in oddaljene galaksije ni vedno popolna. Poleg tega ima objekt na sprednjih planetih praviloma nepravilno obliko. Zaradi teh dejavnikov so oddaljene galaksije videti kot loki. Isto galaksijo z različnimi gravitacijskimi lečami je mogoče oblikovati drugače.
Ta slika, posneta s Hubblovim vesoljskim teleskopom, predstavlja skupino galaksij Abell 370, v kateri lahko vidite več vidnih lokov galaktične svetlobe. Pogosto lahko za definiranje jasnih dimenzij te loke rekonstruiramo tako, da pokažemo, kako galaksija izgleda brez popačenja.
To je še en množični skupek galaksij Abell 2218, ki je napolnjen z nekaterimi neverjetnimi primeri gravitacijskih leč galaksij. Ti loki so svetloba iz galaksij, ki se nahajajo 5 do 10-krat dlje od Zemlje kot grozd galaksij. Abell 2218 ojača šibko svetlobo iz galaksij, ki so obstajale pred več kot 13 milijardami let, manj kot milijardo let po Velikem poku. Ti loki so res artefakti začetka časa.
Če je poravnava popolna in objekt objektiva manj kompleksen kot gruč galaksij, potem lahko vidite skoraj popolne kroge svetlobe ali podkve, kjer se svetloba oddaljene galaksije deformira 360 stopinj okoli objekta objektiva. Na primer, prehod izolirane masivne črne luknje pred oddaljeno galaksijo lahko ustvari tako dramatično sceno.
Kot je razvidno iz te presenetljive podobe, ki jo je dobila Atakamova velika milimeter / submilimetrska mreža (skrajšano: ALMA. Eng.: Atacama Large Millimeter / submillimeter Array), je svetloba oddaljene galaksije oblikovala poln krog, ki se je primerno imenoval "Einsteinov prstan". starodavna galaksija, ki tvori zvezde in se imenuje SDP.81 in je danes najboljši primer Einsteinovega prstana.
Včasih je okoli gravitacijskih leč mogoče videti več podob istega predmeta. V tej čudoviti podobi, ki jo je množična galaksija v grozdu MACS J1149.6 + 2223, ki se nahaja 5 milijard svetlobnih let, je bila večkrat opažena starodavna supernova. Sama supernova se nahaja na razdalji še 4000000000 svetlobnih let in se je štirikrat lomila okoli objekta objektiva. Takšna struktura je znana kot »Einsteinov križ«.
