本文參加百家號科學#了不起的天文航天# 系列徵文
網友提問：如果光沒有質量，引力又怎能彎曲它呢？
：根據牛頓力學，確實，正因光是無質量的，引力才無法影響它。早在1912年，也是在愛因斯坦於廣義相對論的方程上取得最終突破的三年前，他寫下了一份有關因光的偏折所導致的最重要的現象之一的簡練描述：（幾何意義上的）引力透鏡的存在可能性。這種透鏡的質量M會使由遠處的光源S發出的光發生偏折，以至於光會沿兩種不同路逕到達觀察者O所處的位置。因此，觀察者O將觀察到兩個清晰的S：
被觀察到的兩個S之間的角度不僅受物體的質量影響，同時也受光源、該物體和觀察者這三者之間的距離影響；而對於兩個星體而言，它們精準地排成一行來形成從地球上可觀察的雙重圖像這種事情是極有可能實現的，因此引力透鏡效應的產生過程可以是分毫不差的。實際上，1919年的日全食的觀察記錄正好證明了引力透鏡效應的存在和一般相對論的正確性。
你現在已經知道具有質量的物體是如何改變時空的曲度，以及光只會單純地沿著已有的曲度穿越時空：並不是引力在彎曲光。
如今，引力透鏡效應已是天文學研究當中的熱門。自第一場專門探討引力透鏡效應的研討會在1983年的法國烈日市舉辦後，那裡便每年都舉行類似的國際性研討會
現在，克裡斯蒂娜·李（Christina Lee）已設法巧妙地回答了這個問題。
根據愛因斯坦的狹義相對論，處在與外界隔離的房間中的人無法依靠實驗來辨別自己是處於靜止狀態還是正在進行直線勻速運動。但是勻速運動以外的任何細小偏差都可被人們所感知。為此愛因斯坦做了一個思想實驗。
他將自己置於火箭（一個與外界隔離的空間）中，並讓這支火箭遠離任何具有質量（即會受到引力作用）的物體。在這種情況下，所有未被固定在牆上的物體和他自己會在這個空間中自由飄浮。而現在，開動發動機使火箭往恆定方向進行加速運動，所有飄浮的物體和愛因斯坦都將向離發動機最近的那堵牆上倒去（這與汽車加速時人們被推倒在座位上的情況相同）。如果火箭的加速度與重力加速度相等，火箭中的乘客便會認為火箭正處在地球的表面上。
讓我們在這個正在加速的系統中另外做一個實驗。火箭中的其中一位觀察者持有兩個球體，一個鐵球和一個木球。讓觀察者同時釋放兩個球，它們會同時落在「地板」（離發動機最近的牆）上。而無論在哪個星球上都能得出這樣的結果（不考慮大氣阻力）。讓我們來思考一下這個結果背後的原因。當觀察者拿著兩個球時，它們都正在進行加速運動。
在觀察者釋放它們的那一瞬間，它們的加速度變得與火箭的加速度相同（顯而易見，只要與箭體保持接觸，任何物體都將保持與火箭相同的加速度。當物體與箭體脫離後，物體則會擁有在脫離的那一瞬間時火箭的加速度）。現在這兩個球在火箭前進的方向上擁有著相同的加速度，但它們並未接觸箭體，所以此刻它們並沒有受到（發動機產生的）力的作用。
而火箭仍然在加速，其速度也越來越快。因此，「地板」（離發動機最近的牆）會追上球並同時撞上它們。然而釋放球的觀察者則會觀察到是兩個球「落」向「地板」並同時撞上它。他會根據伽利略的自由落體定律來認定火箭內存在一個重力場。如果他不知道自己在火箭內，他會覺得火箭仍在地球上。因此，在一個加速參照系或非慣性參照系（我們的火箭）中所觀察到的結果會和地球表面上所觀察到的一致。
由此，等效原理認為（在我們這個正在加速的火箭中）觀察者是無法辨認火箭究竟是處於標準重力場還是勻加速參照系之中的。愛因斯坦認為等效原理是物理學中的普遍規律，甚至連光學現象和電磁現象也都遵循該原理。
讓我們在火箭內進行另一項實驗。
在火箭左部的牆上固定一個光源。接著如圖1所示在左右牆之間豎起一系列螢光板。現在光源向右牆發射出一道光，我們想利用這些螢光板來觀察火箭加速時光的路徑。
P1，P2，P3代表著螢光板。光線會在經過時間t1時到達P1的I1處，並且在該處產生一個螢光點。在t2時，它會到達P2的I2處。最後到t3時，它會到達P3的底端。正當火箭加速時，I3-I2的垂直距離將大於I2-I1的垂直距離。而時間間隔t2-t1與t3-t2是相等的。光的路徑被彎曲了（呈拋物線狀）。這裡所運用的邏輯與兩球「落」向「地板」並同時撞上後者的實驗相同。
假設我們的觀察者對自己身處火箭內並不知情，所以他會認為他是在地球表面上並且光在重力場內被彎曲了。而如果我們承認等效原理是物理學中的普遍規律，那麼從極遠處傳來的光也應該在路過太陽時被它彎曲。這個假設正是由愛因斯坦在1919年提出並由艾丁頓對日全食時鄰星的位置的觀察所證實了的。由此引力場與一個加速系統的等價性被證明是正確的，並且光確實會在引力場中被彎曲。
參考資料
1.維基百科全書
2.天文學名詞
3. Kori-quora
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