Kütleçekimsel dalga astronomisi
Bilim potansiyeli

Astronomi karakteristik olarak elektromanyetik radyasyona dayanmaktadır. Astronomi görünür-ışık astronomisiyle ve çıplak gözle görülebilenlerle başlamıştır. Teknoloji geliştikçe elektromanyetik tayfın radyo ve gama gibi diğer parçaları da gözlemlenmeye elverişli hale geldi. 20. yüzyılın sonlarında, nötrino astronomisi alanında güneşsel nötrino bulunmasıyla, eski bir görünmez fenomen olan Güneş'in içsel işleyişi konusunu aydınlattı. Kütleçekimsel dalgaların bulunması astrofiziksel gözlem yapmak için yeni araçlar yapılmasını sağlayacak.
Kütleçekimsel dalgalar, diğer araçlar tarafından kullanılan tamamlayıcı bilgiler sağlar. Tek bir olayın farklı araçlarla yapılan gözlemlerini birleştirerek, kaynağın özelliklerini tam olarak anlayabiliriz. Bu çoklu haberci astronomisi olarak bilinir. Kütleçekimsel dalgalar diğer araçlarla gözlemlenemeyen (ya da fark edilmesi neredeyse imkânsız) sistemleri de gözlemlemek için kullanılabilir örneğin, kara delikleri özelliklerini ölçmede eşsiz bir yöntem sağlamaktalar.
Kütleçekimsel dalgalar birçok sistem tarafından yayılır, lakin algılanabilir sinyal yaratması için kaynak son derece büyük kütleye sahip olmalı ve neredeyse ışık hızında hareket etmeli. Ana kaynak çift sıkışık yıldızlardır. Diğer örnek sistemler:
Birbiri etrafında dönen iki yakın yıldızsal kütleye sahip sıkışık çift nesneleri, örneğin beyaz cüceler, nötron yıldızları, kara delikler. Daha geniş çiftler daha düşük yörüngesel frekansta hareket ederler ve LISA gibi detektörlere kaynak oluştururlar. Yakın çiftler LIGO gibi yer tabanlı detektörler için sinyal üretirler. Yer tabanlı detektörler orta seviye kütleli kara delik ya da birkaç yüz güneş kütlesine sahibi barındıran çiftleri fark edebilir.
Çok büyük kütleli kara delik çiftleri, 105–109 güneş kütlesine sahip iki kara delik içerir. Çok büyük kütleli kara delikler galaksilerin merkezlerinde bulunur. Galaksiler birleşince, merkezi çok kütleli kara delikler de birleşebilir. Bunlar muhtemelen en gürültülü kütleçekimsel dalga sinyalleridir. En büyük kütleli çiftler PTAs kaynaklarıdır. En az kütleli (milyon güneş kütleli) kara delikler uzay detektörleri olan LISA benzeri detektörlere kaynak ouşturur.
Yıldız kütleli sıkışmış nesnenin büyük kütle oranlı sistemleri büyük kütleli kara delik etrafında yörüngelenir. Bunlar LISA gibi detektörlere kaynaklık yaparlar. Yüksek eksantrikliği sahip yörüngeler en yakın noktadan geçerken kütleçekimsel radyasyon patlaması üretirler;  sarmallarının sonlarına yönelmeleri beklenilen, yakın çembersel yörüngeleri olan sistemler, sürekli olarak LISA'nın frekans bandında yayılırlar. Büyük kütle oranlı sarmallar birçok yörünge üzerinde gözlemlenebilir. Bu onları genel görelilik hassasiyetini test etmeye imkân verdiği için, uzayzaman  geometrisi arka planı için mükemmel bir inceleme fırsatı halene getirir.
Çiftlere ek olarak başka potansiyel kaynaklar da vardır:
Süpernova LIGO ya da Virgo tarafından fark edilebilecek kütleçekimsel yüksek frekanslı patlamalar üretir.
Eksenel asimetrisi olan ve yörüngede dönen nötron yıldızları devamlı yüksek frekanslı dalga kaynağıdır.
Erken evren enflasyon ya da hal değişimi olarak işler.
Kozmik sicim var olsa, o da kütleçekimsel radyasyon yayar. Bu tip kütleçekimsel dalgaların keşfi kozmik sicimin varlığını ispatlar.
Daha hiç kütleçekimsel dalga bulunamamış olması, daha başka kaynaklar da olabileceğini düşündürür.
Kütleçekimsel dalgalar madde ile sadece zayıf etkileşim kurarlar. Bu sebepten dolayın onları fark etmesi zordur. Yani evren boyunca serbest dolaşabilirler ve elektromanyetik radyasyon gibi dağılmazlar ya da absorbe edilmezler. Yine bu sebepten süpernova ya da galaksi merkezi gibi yoğun bir sistemin merkezinden bile görünürler. Elektromanyetik radyasyonun aksine zamanda geçmiştekileri de görünebilirler, çünkü erken Evren yeniden birleşme evresindeyken opaktı ama kütleçekimsel dalgalara karşı saydamdı.
Kütleçekimsel dalgaların evren boyunca serbest dolaşma yeteneğinden dolayı kütleçekimsel dalga detektörleri teleskopların aksine tek bir görüş alanını değil bütün gökyüzünü gözlemlerler. Detektörler bazı yönlerde diğerlerine göre daha hassastır ve bu da detektör ağına sahip olmanın en faydalı tarafıdır.