I november 1915 publicerade Albert Einstein sin berömda teori om generell relativitet, som revolutionerade fysiken och förändrade vår syn på universum.
En nyckelkomponent i den allmänna relativitetsteorin är att ett massivt objekt, såsom planeter, stjärnor, galaxer eller klyftor av galaxer kan få dramatiska konsekvenser för universumets "tyg", som kallas "rymdtid". Under normala förhållanden rör sig ljuset genom rymden i en rak linje, men ett massivt objekt böjer rymdtid på ett sådant sätt att ljuset färdas längs en krökt bana. Således kan vi se det förvrängda ljuset av avlägsna galaxer, som passerar genom massiva galaxer på väg till Earth.
Och det finns naturligtvis många exempel som orsakas av dessa mekanismer, känd som "gravitationslinsen". Dessa artefakter kan användas för att öka kapaciteten hos de mest kraftfulla teleskoperna.
I denna bild, som tas av Hubble Space Telescope och NASA Chandra X-ray Observatory, ser Cheshire Cat på oss. Faktum är att detta klyftan av galaxer ligger på ett avstånd av 4 miljarder ljusår från jorden i konstellationen Ursa Major. En del av ljuset av dessa galaxer deformerades och böjdes på vägen genom universum tills det nådde våra teleskop.
Detta diagram ger en bra bild av hur en gravitationslins fungerar. Ljus som kommer från en avlägsen galax passerar genom rymden och omger ett kluster av galaxer i förgrunden. Intressant har massan av kluster av galaxer i förgrunden en liknande effekt för denna strålkastare, som en glaslins placerad framför en ljusflamma. Gravitationslinsen gör att du kan förbättra ljuset på avlägsna galaxer, skapa en naturlig lins i rymden, som annars skulle ha varit för mörk att ses.
Naturligtvis är justeringen av jorden, en gravitationslins och en avlägsen galax inte alltid perfekt. Dessutom har föremålet på planets främre del som regel en oregelbunden form. Dessa faktorer gör att avlägsna galaxer ser ut som bågar. Samma galax med olika gravitationslinser kan utformas annorlunda.
Denna bild, som tas av rymdteleskopet Hubble, presenterar ett kluster av galaxer Abell 370, där du kan se flera synliga bågar av galaktiskt ljus. Ofta, för att definiera klara dimensioner, kan dessa bågar rekonstrueras för att visa hur galaxen ser ut utan förvrängning.
Detta är en annan massiv grupp av galaxer Abell 2218, som är fylld med några fantastiska exempel på gravitationslinsgalaxer. Dessa ljusbågar är ljusa från galaxer som ligger 5 till 10 gånger längre från jorden än ett kvarter av galaxer. Abell 2218 förstärker det svaga ljuset från galaxer som existerade mer än 13 miljarder år sedan, mindre än en miljard år efter Big Bang. Dessa bågar är verkligen artefakter från början av tiden.
Om inriktningen är perfekt och objektivets objekt är mindre komplicerat än ett galaxkluster, kan du se nästan perfekta ljuskretsar eller hästskor, där ljuset från en avlägsen galax deformeras 360 grader runt objektivet. Till exempel kan passagen av ett isolerat massivt svart hål framför en avlägsen galax skapa en så dramatisk scen.
Som du kan se i den här slående bilden som erhållits av Atakam Large Millimeter / Submillimeter Grid (förkortat: ALMA. English: Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) bildade ljuset från en avlägsen galax en full cirkel, benämnt "Einsteins ring". Ljus härstammar från en gammal stjärnformande galax som heter SDP.81 och är det bästa exemplet på Einsteins ring idag.
Ibland kan flera bilder av samma objekt ses kring gravitationella linser. En gammal supernova kan observeras i denna fantastiska bild, som förstorades många gånger av en massiv galax som finns i klustret MACS J1149.6 + 2223, belägen 5 miljarder ljusår. Supernovan själv ligger på ett avstånd av ytterligare 4000000000 ljusår och har brutit fyra gånger runt objektivet. En sådan struktur är känd som "Einstein Cross".