Licht is, net als elke vorm van elektromagnetische straling, onderhevig aan de effecten van de zwaartekracht in het universum. De belangrijkste manieren waarop licht wordt beïnvloed door de zwaartekracht zijn:

1. Zwaartekrachtlenzen:

Zwaartekrachtlensvorming treedt op wanneer licht in de buurt van een massief object passeert, zoals een ster, sterrenstelsel of zwart gat. De zwaartekracht van deze massieve objecten buigt en vervormt het lichtpad, waardoor het wordt gefocust of afgebogen. Dit fenomeen kan resulteren in de vorming van meerdere beelden van verre objecten, ook wel zwaartekrachtlenseffecten genoemd.

2. Tijddilatatie:

Gravitationele tijdsdilatatie is een gevolg van de algemene relativiteitstheorie. Terwijl licht door een zwaartekrachtveld reist, zorgt de tijdsdilatatie ervoor dat het een verandering in de snelheid van zijn passage ervaart. Dit effect kan leiden tot zwaartekrachtroodverschuiving, waarbij de golflengte van het licht wordt uitgerekt, wat resulteert in een verschuiving naar het rode uiteinde van het spectrum.

3. Black Hole-effecten:

In de buurt van zwarte gaten worden de effecten van de zwaartekracht extreem. Wanneer licht de waarnemingshorizon van een zwart gat nadert, wordt zijn pad sterk gekromd en ervaart het een extreme zwaartekracht-tijddilatatie. Dit resulteert in de vorming van een ‘fotonenbol’, een gebied waar licht voor onbepaalde tijd rond het zwarte gat kan cirkelen.

4. Zwaartekrachtgolven:

Zwaartekrachtgolven zijn rimpelingen in de ruimtetijd die worden veroorzaakt door de versnelling van massieve objecten. Wanneer deze golven door materie gaan, kunnen ze minuscule vervormingen in het weefsel van de ruimtetijd veroorzaken. Dit kan het pad en de eigenschappen van licht beïnvloeden, hoewel de effecten doorgaans erg klein zijn.

5. Kosmologische effecten:

Op grotere kosmologische schalen speelt de zwaartekracht een rol bij de uitdijing van het heelal en de evolutie van licht. De zwaartekrachtinteracties tussen sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels beïnvloeden de algehele structuur van het universum en beïnvloeden de verdeling en eigenschappen van licht over grote kosmische afstanden.

De studie van hoe licht wordt beïnvloed door de zwaartekracht heeft belangrijke inzichten opgeleverd in het begrip van het universum, waardoor astronomen fenomenen als zwaartekrachtlensvorming, het gedrag van licht nabij zwarte gaten en de grootschalige structuur van de kosmos kunnen onderzoeken.