Sjur Refsdal var professor i astrofysikk ved universitetet i Hamburg 1971–2001 og dessuten professor II ved Universitetet i Oslo 1992–2001. Hans vitenskapelige arbeider innen feltet gravitasjonslinser regnes som et viktig bidrag til 1900-tallets astrofysiske forskning.
Refsdal vokste opp i Oslo, der han tok examen artium 1954. Han ble cand.real. 1962. Året etter var han forskningsstipendiat ved NORDITA i København og 1963–66 universitetsstipendiat i Oslo. 1967–70 var han ved University of Nebraska som associate professor. Han var gjesteprofessor ved universitetet i Hamburg 1970–71 før han ble professor samme sted 1972.
I sin vitenskapelige karriere har Refsdal gitt viktige bidrag innen både kosmologi og stjerneutvikling, men hans viktigste bidrag har vært innen feltet gravitasjonslinser. Hans pionerarbeider fra midten av 1960-årene la det teoretiske grunnlag for et nytt og etter hvert meget viktig felt innen astrofysikk.
Fenomenet gravitasjonslinser har vært kjent siden Einstein fremla sin relativitetsteori 1915, men Refsdal var den første som innså fenomenets store potensial som et redskap til å undersøke universet og en del av dets byggesteiner. I sine første arbeider utviklet han teoriene for de viktigste anvendelser av fenomenet. Arbeidene vakte imidlertid liten oppsikt, av den enkle grunn at ingen eksempler på slike linser var oppdaget ennå. Noen systematisk leting ble heller ikke igangsatt, til tross for at noen av Refsdals foreslåtte anvendelser var spesielt lovende på grunn av de nylig identifiserte kvasarene: de mest energirike og de mest fjerntliggende objekter i verdensrommet.
Linseeffekter oppstår når elektromagnetisk stråling fra et fjernt objekt skifter retning fordi strålingen passerer gjennom gravitasjonsfeltet fra et legeme nærmere observatøren. En galakse kan f.eks. virke som en linse. Linsefenomenet selv manifesterer seg ofte som en forsterkning av kilden og en oppsplitting i to eller flere bilder, bilder av utstrakte kilder, f.eks. fjerne galakser, blir forvrengt. Siden effekten kan forårsakes av enhver masse, kan man også på denne måten påvise mørk, ikke-lysende materie.
Allerede i det første arbeidet fra 1964 utviklet Refsdal en metode til å bestemme massen til selve linsen, og han konkluderte: “Due to progress in experimental technique we find, contrary to Einstein, that the effect may be of practical interest.” Han hadde til de grader rett! 1979, samme år som den første gravitasjonslinsen ble oppdaget, publiserte Refsdal sammen med sin doktorgradsstudent K. Chang et arbeid i tidsskriftet Nature, der de viser at enkeltstjerner, ja endog planeter, i en linse (galakse) kan gi uventet store effekter (såkalte mikrolinse-effekter). Slike mikrolinse-effekter er senere observert, og Refsdal har benyttet noen av disse observasjonene til å sette begrensninger på kvasarenes størrelse og mikrolinsenes masse.
De mange muligheter gravitasjonslinser gir til å studere universets struktur og bestanddeler er blitt klart demonstrert i de senere år. Nye typer av linsesystemer er oppdaget, vakre strukturer er funnet, og i noen tilfeller er bent frem spektakulære fenomener observert. Ved hjelp av det som i dag kalles Refsdals metode, har man kunnet bestemme hvor raskt universet utvider seg og dermed også dets alder. Ved å observere forvrengningen av fjerne galakser, når lyset fra disse har gått gjennom tyngdefeltet til en foranliggende hop av galakser, har det faktisk vært mulig å “veie” hopens totale masse!
Som professor ved universitetet i Hamburg bygde Refsdal opp en meget sterk gruppe, som høstet stor internasjonal anerkjennelse. Samtidig har han vært en sterk inspirasjonskilde til den ekstragalaktiske forskningen ved Universitetet i Oslo. Det fremste kjennetegn ved Refsdals forskning er en sterk intuisjon og en god fysisk forståelse. Sammen med en gjennomgripende vitenskapelig redelighet har dette ført til at hans arbeider har fått en internasjonal anerkjennelse som er meget sjelden.
Sjur Refsdal fikk Fridtjof Nansens belønning for fremragende forskning fra Det Norske Videnskaps-Akademi 2001 og Kongens fortjenstmedalje i gull 2005.