L'une des conséquences de la théorie de la relativité générale d'Einstein est la prédiction des ondes gravitationnelles, perturbations qui affectent la géométrie de l'espace-temps et se propagent à la vitesse de la lumière. Lorsqu'un bruit est émis, le passage de l'onde sonore modifie la pression de l'air tandis que l'émission d'une onde électromagnétique change les caractéristiques électriques du milieu où elle se propage. De même, lorsqu'un corps massif est accéléré, l'espace-temps doit en permanence se réajuster autour de lui, ce qui se traduit par d'infimes perturbations qui se propagent à la vitesse de la lumière. Infime car l'interaction gravitationnelle est très faible. Les ondes gravitationnelles interagissent donc très peu avec la matière, d'où leur difficulté à être mise en évidence et, à ce jour, aucune onde gravitationnelle n'a pu être détectée directement (on n'a que des preuves indirectes de leur existence).
La perturbation que la propagation de ces ondes provoque sur l'espace-temps se traduit par le fait que le plus court chemin entre deux points va s'allonger puis se rétrécir; autrement dit, un rayon lumineux mettra plus puis moins de temps pour aller d'un point à un autre.

Deux grandes expériences, notamment, sont actuellement en cours pour essayer de détecter ces ondes: VIRGO, près de Pise, qui est une collaboration franco-italienne et LIGO, aux Etats-Unis.  Toutes deux reposent sur le même principe: un faisceau laser est dédoublé en deux rayons, qui parcourent des trajets distincts dans les deux bras perpendiculaires (d'une longueur de 3 ou 4 km) d'un interféromètre. A l'extrémité des ces bras, des miroirs réfléchissent les rayons et les renvoient se rejoindre; leur interférence se traduit par plus ou moins de lumière en fonction de la différence de longueur des trajets. Or l'arrivée d'une onde gravitationnelle devrait modifier ces longueurs, ce qui se traduira par une modification de la figure d'interférence. Mais pour cela, il faut une très grande sensibilité de l'interféromètre qui doit être capable de détecter une variation relative de longueur (ΔL/L) de l'ordre de 10^-21, voire davantage (c'est l'équivalent de la taille d'un atome comparé à la distance terre-Soleil!) en une fraction de seconde! D'où l'importance des recherches sur les moyens d'atteindre des ultimes précisions dans les mesures en physique (lire l'article Mesure au delà de la limite quantique standard)