简单来说，引力波是由物体在空间中加速运动产生的时空涟漪。为了解引力波究竟是什么，我们先要了解引力的作用方式。牛顿的万有引力定律告诉我们，万物之间都存在着一种互相吸引力。，这样的描述只是一种表面现象，而非引力的本质。爱因斯坦的广义相对论告诉我们，引力其实是一种时空几何效应，由物体弯曲时空所产生的。只要物体具有质量，它就能够扭曲时空，并且时空的弯曲程度（或者说时空曲率）与物体的质量呈正相关。广义相对论对引力作用的描述已经得到了诸多实验的证实，其中包括水星近日点进动、星光偏转、引力时间膨胀效应等等。
引力波也是广义相对论的一大预言，但一直以来没有被直接探测到。广义相对论预言，当物体在空间中加速运动时，将引发时空曲率不断改变，从而产生以光速传播的引力波。这就像在平静的水面上扔进一块石头，水面将会泛起涟漪，并向四周传播。
事实上，我们在地球上的任何活动，比如走路或者开车，都能引发时空涟漪，产生引力波。，这种效应十分微弱，远在仪器所能探测的范围之外，就连行星在太空中围绕恒星运动也是如此。只有一些宇宙级别的大事件才能释放出可探测的引力波，比如两个黑洞发生碰撞。但这些事件一般较为罕见，并且如果距离很远，探测引力波的仪器还需要极高的灵敏度。正因为如此，人类才一直从未检测到引力波。
直到去年年初，激光干涉引力波天文台（LIGO）团队宣布，他们直接探测到由13亿光年之外的黑洞碰撞所产生的引力波。引力波的发现宣告广义相对论的几大预言均被证实，打开了引力波天文学的新大门，对于揭开宇宙的诸多未解之谜具有重大意义。在目前在世的物理学家中，有三位对引力波探测做出重大贡献，他们分别是麻省理工学院的雷纳·韦斯、加州理工学院的基普·索恩（《星际穿越》的剧本初稿作者以及科学顾问）和巴里·巴里什，所以这三位物理学家共同获得了今年的诺贝尔物理学奖。
