استفاده از عدسي هاي گرانشي و "حلقه هاي اينشتين"، در حال حاضر ابزار قدرتمند كاوش در كيهان است. ستاره شناسي از برلين به نام جان جرج وُن سِلدنِر، در سال 1801 توانست انحراف نور ستارگان توسط گرانش خورشيد را محاسبه كند. (گرچه سلدنر بي كم و كاست از استدلال هاي نيوتون استفاده كرد، اما يك ضريب اساسي برابر 2 كم داشت. اينشتين نوشت: "نيمي از اين انحراف نور، توسط ميدان نيوتوني گرانش خورشيد ايجاد مي شود و نيم ديگر آن به دليل تغيير هندسي انحنا فضا توسط خورشيد، رخ مي دهد.")
اينشتين در سال 1912، حتي پيش از آن كه نسخه نهايي نسبيت عام را تكميل كند، احتمال استفاده از اين اثر به عنوان يك "عدسي" را در نظر گرفت؛ درست مانند حالتي كه عينك، نور را قبل از رسيدن به چشم شما خم مي كند. در سال 1936، يك مهندس چك به نام رودي ماندل، كتباً از اينشتين پرسيد كه آيا يك عدسي گرانشي مي تواند نور ستاره نزديكش را تقويت كند. پاسخ مثبت بود، اما آشكارسازي آن فراتر از سطح فناوري آنان بود.
مشخصاً، اينشتين دريافت كه مي توان خطاهاي ديد، مانند تصوير دوگانه از جسم واحد يا اعوجاج حلقوي نور را مشاهده كرد. به عنوان مثال، نور يك كهكشان بسيار دور حين عبور از كنار خورشيد، از هر دو سمت چپ و راست خورشيد ما مي گذرد و به چشم مي رسد. هنگامي كه به يك كهكشان دوردست مي نگريم، الگويي حلقوي مي بينيم كه خطاي ديد ناشي از نسبيت عام است. اينشتين نتيجه گرفت كه: "اميد چنداني براي مشاهده مستقيم اين پديده" وجود ندارد.
چهل سال بعد، در سال 1979، اولين مدرك در تاييد عدسي گرانشي با كشف اختروش دوتايي Q0957+561 توسط دنيس والش از رصدانه جُردِل بانك انگلستان پيدا شد. اولين حلقه اينشتين در سال 1988 از منبع راديويي MG1131+0465 رصد شد. در سال 1997، تلسكوپ فضايي هابل و آرايه تلسكوپ راديويي بريتانيايي مِرلين، اولين حلقه كاملاً دايره اي اينشتين را از طريق بررسي كهكشان دوردست 666+1938شكار كردند و نظريه اينشتين بار ديگر تاييد شد. (اين حلقه خيلي كوچك است، تنها يك ثانيه قوس، تقريباً به اندازه سكه اي كه از فاصله سه كيلومتري ديده مي شود.) يان براون از دانشگاه منچستر، هيجان ستاره شناسان را هنگام مشاهده اين واقعه تاريخي، اينگونه توصيف كرده است: " در اولين نگاه، مصنوعي به نظر مي رسيد و فكر كرديم اشكالي در تصوير پيش آمده است، ولي سپس دريافتيم كه يك حلقه كامل اينشتين را مشاهده مي كنيم!". در حدود 64 اختروش دوتايي، سه تايي و چند تايي (خطاي ديد ناشي از عدسي هاي اينشتين) در فضا مشاهده شده اند؛ تقريباً يكي از هر 500 اختروش مشاهده شده است.
حتي اشكال نامرئي ماده مانند ماده تاريك، با بررسي انحرافي كه در امواج نوري ايجاد مي كنند، "قابل رويت" هستند. به اين ترتيب، مي توان نقشه توزيع ماده تاريك را در جهان به دست آورد. از آنجا كه عدسي هاي اينشتين شكل ظاهري خوشه هاي كهكشاني را با ايجاد كمان هاي بزرگ (به جاي حلقه ها) تغيير مي دهند، امكان تخمين تمركز اجسام تيره در اين خوشه ها وجود دارد. در سال 1986 اولين كمان كهكشاني عظيم در رصدخانه ملي ستاره شناسي نوري واقع در دانشگاه اِستنفورد و رصدخانه ميدي-پيرِنس فرانسه، توسط ستاره شناسان كشف شد. تا بحال، تقريباً صد كمان كهكشاني كشف شده اند كه چشمگيرترين آن ها متعلق به خوشه كهكشاني است.
عدسي هاي اينشتين همچنين مي توانند عنوان شيوه اي مستقل براي اندازه گيري مقدار ماخوها در جهان (كه از ماده معمولي مانند ستارگان خاموش، كوتوله هاي قهوه اي و ابرهاي گرد و غبار تشكيل شده اند) به كار گرفته مي شوند.
در اوايل دهه 1990، گروه هاي متعددي از دانشمندان (از جمله گروه فرانسوي اِرو، گروه آمريكايي- و گروه آمريكايي- لهستاني اوگل) اين شيوه را در مورد مركز كهكشان راه شيري به كار بردند و بيش از 500 رويداد ريز عدسي گرانشي يافتند. (بيش از حد انتظار، زيرا برخي شامل ستارگاني كم جرم بودند). همين روش را مي توان براي يافتن سياره هاي فراخورشيدي در مدار ديگر ستارگان، به كار برد. از آنجا كه سياره ها بر نور ستاره هاي مادر اثر گرانشي كوچك اما قابل توجه اي دارند، عدسي هاي اينشتين اصولاً مي توانند آن ها رابيابند. اين شيوه تا كنون تعدادي نامزد سياره فراخورشيدي را معرفي كرده است كه برخي از آن ها در نزديكي مركز كهكشان راه شيري قرار دارند.
حتي ثابت هابل و ثابت كيهان شناسي را مي توان با استفاده از عدسي هاي اينشتين اندازه گيري كرد. ثابت هابل با انجام يك رصد زيركانه اندازه گيري مي شود. درخشندگي اختروش ها در طول زمان نوسان مي كند؛ ممكن است انتظار رود اختروش هاي دوتايي كه تصوير جسم واحدي هستند، شبيه هم نوسان كنند. عملاً نوسان اين اختروش هاي دوقلو به طور كامل هماهنگ نيست. با استفاده از توزيع شناخته شده ماده، ستاره شناسان مي توانند نسبت زمان تاخير به كل زمان رسيدن نور به زمين را محاسبه كنند. با اندازه گيري زمان تاخير در درخشندگي اختروش های دوتايي، مي توان فاصله آن را از زمين حساب كرد. با داشتن انتقال به سرخ اختروش، مي توان ثابت هابل را حساب كرد. (اين روش در مورد اختروش Q0957+561 كه در فاصله 14 ميليارد سال نوري از زمين كشف شده بود، اعمال شد. از آن پس، ثابت هابل با تحليل هفت اختروش ديگر محاسبه شده است. با احتساب خطا، اين محاسبات با نتايج شناخته شده مطابقت دارند. جالب توجه است كه اين شيوه، بر خلاف متغيرهاي قيفاووسي و ابر نواختر، كاملاً از درخشندگي ستارگان مستقل است و روشي مستقل براي تطبيبق نتايج به دست مي دهد.)
همچنين، ثابت كيهاني كه تعيين كننده آينده جهان ما است، با اين شيوه قابل اندازه گيري است. محاسبه كمي ابتدايي است، اما هم چنان با ديگر روش ها مطابقت دارد. از آنجا كه حجم جهان ميلياردها سال پيش كم تر بوده است، احتمال وجود اختروش هايي كه عدسي اينشتين بسازند، در گذشته بيشتر بوده است. بنابراين با اندازه گيري شمار اختروش هاي دوتايي در دوره هاي مختلف سير تكاملي جهان، مي توان به طور تقريبي حجم كل جهان و سپس ثابت كيهاني را كه به انبساط جهان كمك مي كند، محاسبه كرد. در سال 1998، ستاره شناسان در مركز اخترفيزيك هاروارد- اسميت سونيَن، اولين برآورد تقريبي ثابت كيهاني را انجام داده و نتيجه گرفتند كه احتماباً اين مقدار چيزي بيشتر از 62 درصد كل محتواي ماده - انرژي جهان را تشكيل نمي دهد. (نتيجه واقعي ماهوارهWMAP، 73 درصد است.)