La déviation de la lumière due à la gravité a été prédite par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein et a été largement confirmée par diverses observations. Certains aspects clés du comportement des photons en présence de gravité comprennent :
1. Lentille gravitationnelle :La lentille gravitationnelle se produit lorsque la lumière provenant de sources distantes traverse le champ gravitationnel d’un objet massif. L’objet massif agit comme une lentille gravitationnelle, courbant et déformant le trajet de la lumière. Cet effet est plus prononcé pour les objets ayant un champ gravitationnel plus fort.
2. Déviation de la lumière :La déviation de la lumière par la gravité était l’une des prédictions clés de la relativité générale. Il indique que les rayons lumineux passant à proximité d’un objet massif sont déviés vers l’objet. Cette déviation est proportionnelle à la masse de l'objet et inversement proportionnelle au carré de la distance à l'objet.
3. Dilatation gravitationnelle du temps :Les photons, comme toutes les autres particules, sont affectés par la dilatation gravitationnelle du temps. Lorsque les photons traversent un champ gravitationnel, ils subissent un ralentissement du temps par rapport aux observateurs dans un champ gravitationnel plus faible. Cette dilatation du temps entraîne divers effets, tels que le redshift gravitationnel, où la longueur d'onde de la lumière augmente à mesure qu'elle se déplace vers un objet massif.
4. Déplacement de cadre :Le déplacement de cadre est un phénomène prédit par la relativité générale qui décrit la manière dont la rotation d'un objet massif entraîne le tissu de l'espace-temps autour de lui. Cela a un effet sur les trajectoires des photons passant à proximité de l’objet en rotation, les faisant dévier d’une manière spécifique.
5. Effets des trous noirs :À proximité des trous noirs, le champ gravitationnel est extrêmement intense et les effets sur les photons deviennent encore plus prononcés. La courbure de la lumière à proximité d’un trou noir est si importante qu’elle peut créer de multiples images d’objets distants, connues sous le nom de mirages gravitationnels. De plus, les photons peuvent être capturés par l’attraction gravitationnelle d’un trou noir, conduisant à la formation de sphères de photons et à la chute éventuelle de photons dans le trou noir.
Le comportement des photons en présence de la gravité a de profondes implications pour notre compréhension de l'univers et a fait l'objet d'études approfondies en astrophysique et en cosmologie. En observant et en analysant les effets de la lentille gravitationnelle et d’autres phénomènes, les scientifiques acquièrent des connaissances sur la distribution de masse, la structure et l’évolution des galaxies, des trous noirs et de l’univers à grande échelle.
