Jako gravitační čočka je označován efekt, ke kterému dochází v gravitačním poli velice hmotného tělesa. Obvykle galaxie a nebo kupy galaxií. Gravitační čočka má na svědomí zkreslení, zvětšení a nebo znásobení obrazu vzdálenějšího objektu, např. kvasaru či velice vzdálené galaxie, relativistickým zakřivením a fokusací jeho světelných paprsků při přechodu silným gravitačním polem.
Objevů gravitačních čoček postupně přibývalo. Velkou pomocí se stal HST, Hubbleův kosmický teleskop, který pomohl objevit řadu gravitačních čoček. Včetně takových jevů, jako jsou prstence (Einsteinovy prstence) a nebo oblouky, které mohou vznikat namísto zdvojených či vícenásobných obrazů. Pěkným příkladem takovéhoto efektu je kupa galaxií Abell 370 v souhvězdí Velryby.
Kupa galaxií Abell 370 je od nás vzdálena šest miliard světelných let. Obsahuje několik stovek galaxií. Odhadovaná hmotnost této kupy činí 2,8 biliónu hmotností Slunce. To z ní činí silnou gravitační čočku, efekt, který předpověděl již Albert Einstein.
Efekt gravitační čočky je analogický optickému efektu lomu světla čočkou. Jen v případě gravitační čočky působí jako čočka zakřivení prostoročasu v silném gravitačním poli, tedy v silovém poli v okolí velice hmotného tělesa. Efekt gravitační čočky vyžaduje, aby Země, hmotný objekt a vzdálený objekt ležely téměř v jedné přímce.
Efekt gravitační čočky předpověděla obecná teorie relativity (OTR)
Ohyb světelných paprsků v silném gravitačním poli předpověděla již obecná teorie relativity. Z ní plyne vztah udávající odchylku od přímkového pohybu částice (fotonu) v silném gravitačním poli. Úhel odklonu dráhy světla v gravitačním poli činíαf = 4 M / b = 4 G.M / (b.c2)
Tak např. v případě Slunce (b ÷ 7 × 105 km) dělá odchylka zhruba 8,5 × 10-6 rad = 1,75´´. A tato odchylka byla skutečně naměřena. Poprvé již v roce 1919 při úplném zatmění Slunce. Toto měření Eddingtonovy expedice se bere jako vůbec první úspěšné experimentální potvrzení obecné teorie relativity.