光由被称作光子的粒子组成。光子很奇怪,它们没有固定质量,但是光子一直保持着固定的速度。事实上,它们保持着我们所知最快的速度299792.458公里/秒。由于质量可以转换为能量,因此意味着能量是一定量的质量。所以尽管没有质量,但光子具有动能,由于这种能量,使得它们不能不受引力的影响。可以认为,对于光子的高速运动,它的整个质量都转化为动能。
爱因斯坦发现,质量可以转化为能量。最明显的例子是核弹,它可以在小质量的巨大爆炸中释放出可怕的大量能量。爱因斯坦的理论将重力解释为围绕质量的空间曲率。物质的数量越多,其周围的空间就越弯曲。因此,试图离开黑洞的光束无法射出,因为包围黑洞的碗状空间的壁太陡峭,光线无法“攀爬”。黑洞的质量将光子下拉,就好像它的能量代表质量一样。
像黑洞这样的巨大质量物体弯曲时空,观测这类大物体可以发现物质影响光轨迹的现象。通过引力透镜效应,可以从地球上发现被其他星系遮挡在后面的恒星,因为它们的光被位于恒星和地球之间的星系的引力效应所弯曲。在这类物体附近直线的概念(在平面空间中是测地线的一种特殊情况)改变为弯曲的轨迹。因此,可以说光仍在沿直线传播,唯一的问题是该直线由于其周围的质量分布而变形。
引力透镜是一种物质(如星系团)在一个遥远的光源和一个观察者之间的分布,当光线向观察者移动时,它能够弯曲来自光源的光。这种效应被称为引力透镜效应,弯曲量是爱因斯坦广义相对论的预测之一。经典物理学也预测光的弯曲,但只有广义相对论预测的一半。