A luz, como qualquer forma de radiação eletromagnética, está sujeita aos efeitos da gravidade no universo. As principais formas pelas quais a luz é afetada pela gravidade são através de:

1. Lente Gravitacional:
A lente gravitacional ocorre quando a luz passa perto de um objeto massivo, como uma estrela, galáxia ou buraco negro. A gravidade desses objetos massivos curva e distorce o caminho da luz, fazendo com que ela seja focada ou desviada. Este fenômeno pode resultar na formação de múltiplas imagens de objetos distantes, conhecidas como efeitos de lentes gravitacionais.

2. Dilatação do Tempo:
A dilatação do tempo gravitacional é uma consequência da teoria da relatividade geral. À medida que a luz viaja através de um campo gravitacional, a dilatação do tempo faz com que ela experimente uma mudança na sua taxa de passagem. Este efeito pode levar ao desvio para o vermelho gravitacional, onde o comprimento de onda da luz é esticado, resultando num deslocamento em direção à extremidade vermelha do espectro.

3. Efeitos do Buraco Negro:
Nas proximidades dos buracos negros, os efeitos da gravidade tornam-se extremos. À medida que a luz se aproxima do horizonte de eventos de um buraco negro, o seu caminho torna-se altamente curvo e experimenta extrema dilatação do tempo gravitacional. Isto resulta na formação de uma “esfera de fotões”, uma região onde a luz pode orbitar o buraco negro indefinidamente.

4. Ondas Gravitacionais:
Ondas gravitacionais são ondulações no espaço-tempo causadas pela aceleração de objetos massivos. Quando essas ondas passam pela matéria, elas podem induzir distorções minúsculas na estrutura do espaço-tempo. Isto pode afetar o caminho e as propriedades da luz, embora os efeitos sejam normalmente muito pequenos.

5. Efeitos Cosmológicos:
Em escalas cosmológicas maiores, a gravidade desempenha um papel na expansão do universo e na evolução da luz. As interações gravitacionais entre galáxias e aglomerados de galáxias influenciam a estrutura geral do universo e afetam a distribuição e as propriedades da luz através de vastas distâncias cósmicas.

O estudo de como a luz é afetada pela gravidade forneceu informações importantes para a compreensão do universo, ajudando os astrónomos a explorar fenómenos como as lentes gravitacionais, o comportamento da luz perto dos buracos negros e a estrutura em grande escala do cosmos.