Луч света, проходя мимо массивного тела, слегка меняет направление — как струя воды, огибающая камень в ручье. В солнечной системе таких «камней» много: планеты, их спутники, астероиды. И каждый из них своей тяжестью искривляет путь света, идущего от далёких звёзд.
Авторы статьи рассчитали это искривление для случая, когда источник света и наблюдатель находятся на конечном расстоянии от массивного тела. Наблюдатель, например, расположен в точке Лагранжа L2 системы Солнце–Земля (это особая точка в космосе, где телескоп может «висеть» неподвижно относительно Земли и Солнца). Тела могут быть любой формы, с любой внутренней структурой и вращением — их гравитация описывается полным набором меняющихся во времени массовых и спиновых мультиполей (это математическое описание распределения массы и вращения).
Для осесимметричных тел (таких, которые выглядят одинаково при вращении вокруг оси) отклонение выражается через полиномы Чебышёва — это набор математических функций, которые позволяют компактно описать сложную зависимость. Благодаря этому можно вычислить отклонение с любой точностью, учитывая все мультиполи.
Показано, что полное отклонение света — когда источник и наблюдатель находятся бесконечно далеко от тела — служит верхним пределом для любого реального случая. Это как если бы максимальный изгиб струи воды вокруг камня достигался, когда камень стоит в бесконечно длинном и спокойном ручье.
Эти расчёты нужны для будущих астрометрических измерений с точностью до субмикросекунды дуги. Такая точность позволит, например, точнее определять положения звёзд и проверять фундаментальные законы физики.
Отклонение света гравитацией Солнца составляет всего 1,75 угловой секунды — это угол, под которым виден палец на расстоянии вытянутой руки, разделённый на тысячу.