Εάν τα σωματίδια φωτός δεν έχουν μάζα, πώς είναι όπως και να εμφανίζουν τα χαρακτηριστικά στον χώρο βαρύτητας φακού;
1. Η βαρύτητα επηρεάζει το χωροχρόνο, όχι μόνο τη μάζα
* Γενική σχετικότητα του Αϊνστάιν: Το κλειδί είναι η κατανόηση της θεωρίας της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν. Λέει ότι η βαρύτητα δεν είναι μια δύναμη που τραβάει αντικείμενα ο ένας προς τον άλλον, αλλά μάλλον μια στρέβλωση του ίδιου του χώρου. Τα μαζικά αντικείμενα όπως τα αστέρια και οι γαλαξίες δημιουργούν ένα "dent" στο ύφασμα του χωροχρόνου.
* Σκεφτείτε μια μπάλα μπόουλινγκ σε ένα τραμπολίνο: Η μπάλα μπόουλινγκ αντιπροσωπεύει ένα τεράστιο αντικείμενο και το τραμπολίνο αντιπροσωπεύει τον χωροχρόνο. Η μπάλα μπόουλινγκ προκαλεί την καμπύλη του τραμπολίνου και οτιδήποτε κυλούν κοντά στην μπάλα μπόουλινγκ θα ακολουθήσει την καμπύλη.
2. Το φως ακολουθεί την καμπυλότητα του χωροχρόνου
* Το φως ταξιδεύει σε ευθείες γραμμές ... σε επίπεδο χωροχρόνο: Σε ένα εντελώς επίπεδο χωροχρόνο, το φως ταξιδεύει σε ευθείες γραμμές.
* Αλλά το χωροχρόνο δεν είναι πάντα επίπεδη: Κοντά σε μαζικά αντικείμενα, ο χωροχρόνος είναι καμπύλος. Το φως εξακολουθεί να ακολουθεί τη συντομότερη δυνατή διαδρομή, αλλά σε αυτό το καμπύλο χωροχρόνο, το συντομότερο μονοπάτι δεν είναι πλέον ευθεία γραμμή.
* Βαρβική φακή: Αυτή η κάμψη του φωτός λόγω της καμπυλότητας του χωροχρόνου γύρω από τα μαζικά αντικείμενα ονομάζεται βαρυτική φακό.
3. Η μάζα δεν είναι ο μόνος παράγοντας:
* Πυκνότητα ενέργειας: Ενώ η μάζα είναι πρωταρχικός συνεισφέρων στην καμπυλότητα του χωροχρόνου, δεν είναι ο μόνος παράγοντας. Οποιαδήποτε μορφή ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης της ενέργειας του ίδιου του φωτός, μπορεί να συμβάλει στην καμπυλότητα.
* Σκεφτείτε μια φωτεινή δέσμη: Παρόλο που ένα μόνο φωτόνιο (ένα ελαφρύ σωματίδιο) δεν έχει μάζα ανάπαυσης, μια δέσμη φωτός έχει ενέργεια και αυτή η ενέργεια μπορεί να επηρεάσει το χωροχρόνο, αν και σε πολύ μικρότερο βαθμό από ένα τεράστιο αντικείμενο όπως ένα αστέρι.
Συνοπτικά: Το φως δεν έχει μάζα, αλλά έχει ενέργεια, η οποία μπορεί να επηρεάσει την καμπυλότητα του χωροχρόνου. Αυτή η καμπυλότητα προκαλεί την κάμψη του φωτός, με αποτέλεσμα το φαινόμενο του βαρυτικού φακού.
