La lentille gravitationnelle est un phénomène astronomique observé lorsqu’un objet massif, comme un amas de galaxies ou un trou noir, courbe la lumière d’une source lumineuse très éloignée, comme un quasar (galaxie jeune et brillante). Cela se produit en raison de la déformation gravitationnelle de l’espace-temps décrite pour la première fois par Albert Einstein dans sa théorie de la relativité générale. C’est ce qu’on appelle une lentille gravitationnelle par analogie à une lentille conventionnelle. Les deux peuvent courber la lumière, mais dans ce cas, le mécanisme est très différent – plutôt que de courber la lumière en utilisant de la matière courbe, dans ce cas, l’espace-temps lui-même est courbe.
Les lentilles gravitationnelles peuvent provoquer l’apparition de quasars distants dans des endroits où ils n’existent pas vraiment. Parce que la lumière est courbée dans le puits de gravité d’un objet massif, l’emplacement apparent s’écarte de l’emplacement réel. Les lentilles gravitationnelles peuvent également faire apparaître plusieurs images d’un quasar dans le ciel – la lumière est courbée autour de l’objet massif dans les deux sens, produisant ainsi l’image multiple. Le « Twin Quasar » Q0597+561, également connu sous le nom d’Old Faithful, est le premier objet confirmé à apparaître deux fois dans le ciel en raison de l’effet de lentille gravitationnelle. Chacune des images du quasar est séparée dans le ciel de 6 degrés. Bien que Fritz Zwicky ait postulé que les amas de galaxies pourraient agir comme des lentilles gravitationnelles en 1937, ce n’est qu’en 1979 que l’effet a été confirmé par l’observation.
Il existe trois types de lentilles gravitationnelles. Il existe une forte lentille, où des distorsions facilement visibles sont visibles, telles que des anneaux d’Einstein, des images multiples ou des arcs. Ce sont les lentilles gravitationnelles les plus rares. Ensuite, il y a une lentille faible, qui ne peut être découverte que par une analyse statistique approfondie des champs d’étoiles et de galaxies. Cette forme de lentille se révèle comme un léger étirement vers le centre de la lentille. Le dernier est la microlentille, ce qui est assez rare, mais s’est avéré être le plus utile pour l’étude astronomique. La microlentille se manifeste par de légers changements dans la luminosité des objets proches (dans notre galaxie) causés par les lentilles des étoiles. Distinguer une véritable microlentille des changements de luminosité des étoiles dus à d’autres raisons (étoiles variables, novae, etc.) peut être difficile.