Η μάζα κάμπτει το φως. Αυτή είναι μια πρόβλεψη της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν και έχει επιβεβαιωθεί πολλές φορές. Όταν ένα ογκώδες αντικείμενο, όπως ένας γαλαξίας ή ένα σμήνος, βρίσκεται ανάμεσα σε μια μακρινή πηγή και έναν παρατηρητή, η βαρύτητά του κάμπτει το φως από την πηγή. Το αποτέλεσμα είναι μια μεγεθυμένη, παραμορφωμένη ή πολλαπλή εικόνα της πηγής. Αυτός είναι ο βαρυτικός φακός.

Υπάρχουν τρεις τύποι. Ο ισχυρός φακός παράγει εμφανή τόξα, δακτυλίους και πολλαπλές εικόνες. Συμβαίνει όταν η ευθυγράμμιση είναι σχεδόν τέλεια και η μάζα είναι μεγάλη. Ο ασθενής φακός παράγει ανεπαίσθητες παραμορφώσεις στα σχήματα των γαλαξιών υποβάθρου. Χρησιμοποιείται για τη χαρτογράφηση της σκοτεινής ύλης. Ο μικροεστιασμός παράγει μια σύντομη λαμπρότητα ενός αστεριού όταν ένα συμπαγές αντικείμενο περνάει μπροστά του. Χρησιμοποιείται για την εύρεση εξωπλανητών και μαύρων τρυπών.

Η χρήση φακών είναι ένα εργαλείο, όχι απλώς μια περιέργεια. Επιτρέπει στους αστρονόμους να βλέπουν γαλαξίες που διαφορετικά θα ήταν πολύ αμυδροί. Χαρτογραφεί την κατανομή της σκοτεινής ύλης. Μετράει τη σταθερά του Hubble. Δοκιμάζει ακόμη και τη γενική σχετικότητα σε ακραίες συνθήκες.

Το πρώτο κβάζαρ με φακό ανακαλύφθηκε το 1979. Έκτοτε, έχουν βρεθεί χιλιάδες φακοί. Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb ανακαλύπτει περισσότερους, συμπεριλαμβανομένων μερικών από τους πρώτους γαλαξίες στο σύμπαν.