दो ब्लैक होल एक-दूसरे के चारों ओर परिक्रमा करते हैं और स्पेसटाइम को कंपित कर देते हैं। वस्तुएं इन तरंगों की चपेट में आकर धीरे-धीरे भीतर की ओर खिंचती जाती हैं — जब तक वे निगल न ली जाएं और दूर से वापस न लौट आएं।
गुरुत्वीय तरंगें स्वयं स्पेसटाइम की कंपन हैं — जिनकी भविष्यवाणी आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता सिद्धांत ने 1916 में की थी। त्वरित होते द्रव्यमान, जैसे एक-दूसरे के चारों ओर परिक्रमा करते दो ब्लैक होल, ऐसी तरंगें उत्पन्न करते हैं जो प्रकाश की गति से फैलती हैं और साथ ही अंतरिक्ष व समय को स्वयं संकुचित तथा विस्तारित करती हैं।
सबसे प्रबल स्रोत अत्यंत चरम ब्रह्मांडीय घटनाएं हैं: विलीन होते ब्लैक होल या न्यूट्रॉन तारे। विलय से ठीक पहले के अंतिम क्षणों में द्रव्यमान एक-दूसरे के चारों ओर तेज़ी से परिक्रमा करने लगते हैं और एक विशिष्ट "चर्प" उत्सर्जित करते हैं — एक ऐसी तरंग जिसकी आवृत्ति और आयाम तेज़ी से बढ़ते जाते हैं।
पृथ्वी तक पहुंचते-पहुंचते ये तरंगें अकल्पनीय रूप से क्षीण हो चुकी होती हैं — ये कई किलोमीटर लंबी दूरी पर अंतरिक्ष को एक परमाणु-नाभिक की त्रिज्या से भी कम संकुचित करती हैं। LIGO और Virgo जैसे लेज़र इंटरफेरोमीटर ठीक इन्हीं सूक्ष्म लंबाई-परिवर्तनों को किलोमीटर-लंबी दर्पण-भुजाओं के बीच मापते हैं। पहला प्रत्यक्ष संसूचन 2015 में हुआ — भविष्यवाणी के सौ साल बाद।
गुरुत्वीय तरंगें ब्रह्मांड की ओर एक बिल्कुल नई खिड़की खोलती हैं — प्रकाश और विद्युतचुंबकीय विकिरण से स्वतंत्र। ये ऐसी घटनाओं को "सुनने" की अनुमति देती हैं जो दूरबीनों के लिए अदृश्य रहती हैं, और ब्लैक होल, उनके विलय तथा स्वयं स्पेसटाइम की वक्रता के प्रत्यक्ष प्रमाण प्रस्तुत करती हैं।