In de formulering van Einstein's algemene relativiteitstheorie wordt de zwaartekracht (gravitatiekracht) beschreven als een kromming van de ruimte-tijd. Net als een atleet die neerkomt op een trampoline verstoort een ster de ruimte-tijd. Een klein balletje aan de rand van onze denkbeeldige trampoline zal naar de ster/atleet rollen. Zo werkt zwaartekracht: de massa in het centrum van de trampoline fungeert als put waar andere massa naartoe valt.

Een fascinerende consequentie van deze theorie is dat een trilling van de trampoline een golfpatroon zal veroorzaken (gravitatiestraling) net als een trilling op het water een golf produceert. De algemene relativiteitstheorie voorspelt heel nauwkeurig waar zulke golven ontstaan en wat hun eigenschappen zijn, o.a. dat ze zich met precies de lichtsnelheid voortbewegen.

Het is niet zo makkelijk om de ruimte-tijd te laten trillen, dus is het niet zo makkelijk om gravitatiestraling te produceren. In de praktijk komt het erop neer dat je met relativistische snelheden om elkaar heen draaiende dubbele neutronensterren of zwarte gaten nodig hebt om sterke golven te maken. Eén zo'n dubbele neutronenster is de in 1974 door Hulse en Taylor ontdekte pulsar PSR 1913+16 met zijn neutronenster begeleider.

Hulse en Taylor lieten zien dat deze neutronensterren heel snel om elkaar heen draaien en dat de tijd waarin ze één keer om elkaar heen draaien elk jaar een heel klein beetje afneemt (75 miljoenste seconde). Dat is precies de afname die door de algemene relativiteitstheorie wordt voorspeld. De afname wordt veroorzaakt doordat er gravitatie-straling wordt uitgezonden waardoor de dubbele neutronenster energie verliest. Voor hun ontdekking kregen Hulse en Taylor in 1993 de Nobelprijs. In 2003 is een dubbele neutronenster ontdekt die nog meer gravitatiestraling uitzendt (omdat zijn baanperiode korter is dan PSR 1913+16) en waarvan beide neutronensterren als pulsar zichtbaar zijn: PSR J0737-3039.

Natuurkundigen willen nu graag direct gravitatiestraling meten. Al in de jaren zestig van de twintigste eeuw werd dit geprobeerd door Weber. Hij probeerde trillingen in hele zware balken te meten die door gravitatiestraling worden veroorzaakt, maar het is hem niet gelukt aan te tonen dat hij werkelijk gravitatiestraling heeft gemeten.

Tegenwoordig probeert men het met laser-interferometers. Als er een gravitatiegolf langskomt, moet de laser een iets grotere of kleinere afstand afleggen, omdat de ruimte zelf een beetje uitrekt of inkrimpt. De afstand die een laser aflegt kan met grote nauwkeurigheid worden gemeten. Echter, het verschil in afstand is een stuk kleiner dan de afmeting van een atoom, dus de detectoren moeten enorm goed beschermd worden tegen verstoringen van buiten, zoals aardbevingen, maar zelfs ook tegen moleculen die tegen de detectoren botsen!

De grootste experimenten om zwaartgekrachtgolven te meten zijn de Amerikaanse LIGO, de Frans-Italiaanse VIRGO en de Duitse-Engelse GEO 600 gravitatiegolf detector. In de toekomst zullen deze experimenten ook in de ruimte worden gedaan. De Laser Interferometer Space Antenna (LISA)-missie van ESA/NASA gaat zwaartekrachtsgolven meten van enorme zwarte gaten en dubbelsterren om de basistheorieën over de zwaartekracht te toetsen. De in 2010 te lanceren LISA Pathfinder is de voorloper van de LISA, die omstreeks 2017 de ruimte in moet gaan.