Гравитационное линзирование помогает учёным исследовать тёмную материю во Вселенной следующим образом:

Когда свет, путешествуя по Вселенной, проходит через массивный объект, его путь искривляется. 3 В результате иногда, когда смотрят на далёкую галактику, то видят искажённые изображения других галактик за ней. 3

Наблюдая одну и ту же галактику, которая находится за гравитационной линзой и вне её, можно определить, как сильно искажается свет. 2 Чем сильнее искажение, тем больше масса галактики, а значит, и масса тёмной материи. 2

Пример применения гравитационного линзирования для исследования тёмной материи — изучение скопления галактик Пуля, наблюдаемого в момент прямого столкновения двух скоплений галактик. 1 Если бы тёмной материи не существовало, расположение основной массы скопления соответствовало бы распределению плазмы, составляющей основную часть барионной материи. 1 Однако наблюдается иная картина: распределение основной массы не совпадает с оптическими изображениями галактик. 1 Это свидетельствует о наличии тёмной материи. 1

Также с помощью гравитационного линзирования можно проверить теории гравитации, поскольку свет и медленные частицы по-разному реагируют на гравитацию. 5