Trong cõi không gian bao la, nơi các vật thể vũ trụ uốn cong không thời gian theo ý muốn, có một nghịch lý hấp dẫn kỳ lạ. Ánh sáng, thực thể vô hình và vô hình, lẽ ra phải miễn nhiễm với lực tác dụng của trọng lực. Nhưng tại sao, trên thực tế, lại không phải như vậy?
Sự hiểu biết về bản chất của trọng lực đã trải qua nhiều thế kỷ tiến hóa, từ thuyết Vạn vật hấp dẫn của Newton đến thuyết Tương đối rộng của Einstein. Theo Einstein, trọng lực không chỉ là một lực kéo giữa các vật thể, mà còn là kết quả của sự cong vênh của không thời gian do khối lượng và năng lượng của chúng tạo ra.
Ánh sáng, cho dù không có khối lượng, nhưng nó mang năng lượng. Và theo thuyết Tương đối rộng, năng lượng cũng như khối lượng đóng góp vào độ cong của không thời gian. Khi ánh sáng đi qua một vùng không thời gian cong vênh do một vật thể có khối lượng khổng lồ như Trái Đất, nó sẽ bị lệch khỏi đường thẳng ban đầu.
Hiện tượng này được gọi là thấu kính hấp dẫn. Giống như một thấu kính thủy tinh hội tụ ánh sáng, trọng lực của một hành tinh hoặc một ngôi sao cũng có thể hội tụ hoặc làm lệch hướng ánh sáng đi ngang qua. Hiệu ứng này được các nhà thiên văn học sử dụng để nghiên cứu các vật thể xa xôi trong vũ trụ, vốn thường bị che khuất bởi các vật thể sáng hơn.
Hơn nữa, trọng lực của các vật thể lớn còn có thể khiến ánh sáng bị lệch màu khi đi qua. Hiện tượng này được gọi là dịch chuyển đỏ hấp dẫn. Khi ánh sáng di chuyển ra xa khỏi một vật thể có khối lượng, nó sẽ bị kéo dài ra và dịch chuyển về phía cuối đỏ của quang phổ. Ngược lại, khi ánh sáng di chuyển về phía một vật thể có khối lượng, nó sẽ bị nén lại và dịch chuyển về phía cuối xanh của quang phổ.
Vậy nên, mặc dù ánh sáng không có khối lượng, nhưng sự tồn tại của năng lượng bên trong nó làm cho nó phải chịu lực hấp dẫn của các vật thể có khối lượng. Hiệu ứng này tạo ra những hiện tượng hấp dẫn kỳ lạ, mở ra cánh cửa để khám phá những bí ẩn sâu xa nhất của vũ trụ.
Sự hiểu biết về bản chất của trọng lực đã trải qua nhiều thế kỷ tiến hóa, từ thuyết Vạn vật hấp dẫn của Newton đến thuyết Tương đối rộng của Einstein. Theo Einstein, trọng lực không chỉ là một lực kéo giữa các vật thể, mà còn là kết quả của sự cong vênh của không thời gian do khối lượng và năng lượng của chúng tạo ra.
Ánh sáng, cho dù không có khối lượng, nhưng nó mang năng lượng. Và theo thuyết Tương đối rộng, năng lượng cũng như khối lượng đóng góp vào độ cong của không thời gian. Khi ánh sáng đi qua một vùng không thời gian cong vênh do một vật thể có khối lượng khổng lồ như Trái Đất, nó sẽ bị lệch khỏi đường thẳng ban đầu.
Hiện tượng này được gọi là thấu kính hấp dẫn. Giống như một thấu kính thủy tinh hội tụ ánh sáng, trọng lực của một hành tinh hoặc một ngôi sao cũng có thể hội tụ hoặc làm lệch hướng ánh sáng đi ngang qua. Hiệu ứng này được các nhà thiên văn học sử dụng để nghiên cứu các vật thể xa xôi trong vũ trụ, vốn thường bị che khuất bởi các vật thể sáng hơn.
Hơn nữa, trọng lực của các vật thể lớn còn có thể khiến ánh sáng bị lệch màu khi đi qua. Hiện tượng này được gọi là dịch chuyển đỏ hấp dẫn. Khi ánh sáng di chuyển ra xa khỏi một vật thể có khối lượng, nó sẽ bị kéo dài ra và dịch chuyển về phía cuối đỏ của quang phổ. Ngược lại, khi ánh sáng di chuyển về phía một vật thể có khối lượng, nó sẽ bị nén lại và dịch chuyển về phía cuối xanh của quang phổ.
Vậy nên, mặc dù ánh sáng không có khối lượng, nhưng sự tồn tại của năng lượng bên trong nó làm cho nó phải chịu lực hấp dẫn của các vật thể có khối lượng. Hiệu ứng này tạo ra những hiện tượng hấp dẫn kỳ lạ, mở ra cánh cửa để khám phá những bí ẩn sâu xa nhất của vũ trụ.
