La lente gravitazionale è un fenomeno astronomico osservato quando un oggetto massiccio, come un ammasso di galassie o un buco nero, piega la luce proveniente da una sorgente luminosa molto lontana, come un quasar (galassia giovane e brillante). Ciò si verifica a causa della deformazione gravitazionale dello spazio-tempo descritta per la prima volta da Albert Einstein nella sua teoria della relatività generale. Si chiama lente gravitazionale per analogia con una lente convenzionale. Entrambi possono piegare la luce, ma in questo caso il meccanismo è molto diverso: invece di piegare la luce usando la materia curva, in questo caso lo spazio-tempo stesso viene curvato.
La lente gravitazionale può far apparire quasar distanti in luoghi in cui non esistono realmente. Poiché la luce è piegata nel pozzo gravitazionale di un oggetto massiccio, la posizione apparente si discosta dalla posizione effettiva. Le lenti gravitazionali possono anche far apparire più immagini di un quasar nel cielo: la luce viene piegata attorno all’oggetto massiccio in entrambe le direzioni, producendo così l’immagine multipla. Il “Twin Quasar” Q0597+561, noto anche come Old Faithful, è il primo oggetto confermato ad apparire due volte in cielo a causa dell’effetto della lente gravitazionale. Ciascuna delle immagini del quasar è separata nel cielo di 6 gradi. Sebbene Fritz Zwicky avesse postulato che gli ammassi di galassie potessero agire come lenti gravitazionali nel 1937, fu solo nel 1979 che l’effetto fu confermato dall’osservazione.
Esistono tre tipi di lenti gravitazionali. C’è una forte lente, dove sono visibili distorsioni facilmente visibili, come anelli di Einstein, immagini multiple o archi. Queste sono le lenti gravitazionali più rare. Poi c’è una lente debole, che può essere scoperta solo da un’ampia analisi statistica dei campi di stelle e galassie. Questa forma di lente si rivela come un leggero allungamento verso il centro della lente. L’ultimo è il microlensing, che è piuttosto raro, ma si è dimostrato il più utile per lo studio astronomico. Il microlensing si manifesta come lievi cambiamenti nella luminosità degli oggetti vicini (all’interno della nostra galassia) causati dalle lenti delle stelle. Distinguere la vera microlente dai cambiamenti di luminosità delle stelle dovuti ad altri motivi (stelle variabili, novae, ecc.) può essere difficile.