Secondo la teoria della relatività generale, oggetti massicci come i buchi neri curvano lo spaziotempo attorno a sé. Ciò significa che i raggi luminosi che passano vicino a un buco nero seguiranno la curvatura dello spaziotempo e potranno formare un percorso circolare attorno al buco nero, noto come sfera fotonica.
La sfera fotonica è l'orbita circolare stabile più interna per i fotoni attorno a un buco nero. I fotoni o le particelle di luce che viaggiano all'interno di questa sfera continueranno a orbitare attorno al buco nero indefinitamente. Il raggio della sfera fotonica dipende dalla massa del buco nero ed è proporzionale al raggio di Schwarzschild, che è il raggio dell'orizzonte degli eventi del buco nero.
L'esistenza della sfera fotonica è stata prevista teoricamente e supportata dalle osservazioni. Quando la luce passa attraverso il forte campo gravitazionale vicino a un buco nero, la sua frequenza e lunghezza d'onda cambiano, provocando effetti di lente gravitazionale. Questi effetti sono stati osservati e studiati in varie osservazioni astronomiche, fornendo prove della presenza di buchi neri e della loro capacità di piegare la luce.
