La courbure de l'espace-temps* peut provoquer la déviation d'un photon* de sa trajectoire rectiligne. De plus, la démonstration montre deux rayons déviés sortir de l'attraction, parallèles, mais selon un angle de 90 degrés par rapport à leur source. On appelle l'ensemble des phénomènes de déviation gravitationnelle de la lumière « effet de lentille ».

Voici une sorte de simulation de ce phénomène effectuée par ordinateur. Sur la photo du haut on a utilisé seulement les lois de Newton pour représenter l'effet de la masse (la petite sphère). Sur la photo du bas, on a plutôt utilisé les lois d'Einstein.

Comme vous pouvez le constater, ce type de lentille peut difficilement être comparé à une lentille normale. La principale différence, c'est que, dans cet effet de lentille, plus un rayon lumineux est loin de ce que l'on pourrait appeler le sommet de la lentille moins il converge.

Et voici une autre image mais celle-ci est une photographie du télescope spatiale Hubble et montre bien le rôle de lentille ; cette photographie est plus connue sous le nom de croix d'Einstein (montrant en plus la simulation faite d'après sa théorie) :

Les 4 points ne sont que une seule et même galaxie* ce qui laisse présager la proximité d'un trou noir…

De plus, lorsque la masse interposée (observée) est parfaitement sphérique, c'est le cas des trous noirs de Schwarzschild, les rayons lumineux sont courbés avec le même angle dans toutes les directions, formant un anneau lumineux circulaire autour de la source initiale: un arc d'Einstein, comme le montre le schéma suivant (les flèches rouges) .

Si l'on observe une photo du ciel lointain, de très nombreux arcs sont visibles, on peut noter aussi que nombre des galaxies* observées sont des mirages gravitationnels. Cette photo du télescope spatial Hubble est une excellente illustration:

Deux exemples d'arcs sont montrés par les petites flèches rouges le long de ceux-ci

Cependant ces phénomènes sont très difficiles à observer du fait de leur rareté, de certains éléments externes tel les nuages cosmiques (nuages de poussière….) mais aussi du fait que les trous noirs ne sont pas tous totalement sphériques !!

Voici le diagramme d'une lentille :

Le diagramme de la lentille : O, L et S représentent respectivement l'observateur, la lentille et la source. b et q sont la séparation angulaire entre l'observateur et la source et entre l'observateur et l'image. a est l'angle de courbure d'Einstein. J est le paramètre d'impact.

Nous pouvons observer un angle de déviation par rapport à la source et à l'image mais cela dépend de la puissance de la lentille…




Ici un shéma expliquatif de la probable vision d'un trou noir de près

Voir lexique pour mirage gravitationnel

La lentille précédente n'est pas celle caractéristique d'un trou noir. Or l'angle de déviation est directement proportionnel à la masse du corps : plus un corps est petit plus la distance entre le rayon de lumière et l'objet est faible alors que l'angle de déflexion d'un trou noir est très important. Comme le montre l'image suivante mais dans le cas d'une galaxie* (c'est un peu pareil avec un trou noir…):

La galaxie* sur la photo se comporte comme une lentille vis-à-vis de la lumière (voir le cône formé derrière la galaxie*).