以波動形式和有限速度傳播的引力場。雖然，愛因斯坦於1916年曾預言，加速的品質可能有引力波存在，但他提出的引力波與座標選取有關，在某一個參考系看來，引力波可能有能量，而換一個參考系可能就沒有。因此在初期，包括愛因斯坦本人在內的大多數人對引力波都持懷疑態度。1956年，皮拉尼提出一個與坐標系選取無關的引力波定義；1957年，邦迪進而從理論上證明與座標選取無關的平面引力波的存在。1959年，邦迪、皮拉尼和羅賓森更進一步證明，靜止物體在引力波脈衝作用下會產生運動動，這就間接地證明引力波攜帶著能量，並可被探測到。
廣義相對論預言，引力波的主要性質有：①在真空中以光速傳播；②攜帶能量和與波源有關的信息；③是橫波，在遠源處為平面波；④最低次為四極輻射；⑤輻射強度極弱（如兩個質子組成的旋轉體系輻射的引力波強度約為它所輻射的電磁波強度的1/1037）；⑥物質對引力波吸收效率極低，穿透性極強（如地球對引力波幾乎是透明的）；⑦其偏振特性為兩個獨立的偏振態等。
由於引力輻射極弱，目前還不可能在實驗室裡發射可供探測的引力波。大質量天體的激烈活動可發射出強引力波。例如，雙星體系公轉、中子星自轉、超新星爆發，及理論預言的黑洞的形成、碰撞和捕獲物質等過程，都能輻射較強的引力波。
可以通過觀測雙星軌道參數的變化來間接驗證引力輻射的存在。雙星是一種典型的引力波輻射源。雙星由於不斷輻射引力波，能量逐漸減小，從而使間距變小，公轉周期變快。所以，通過對雙星體系公轉周期變化等參數的觀測，即可定量驗證引力輻射阻尼的存在。J.H.泰勒等測得射電脈沖雙星 PSR1913+16 的公轉周期Pb=27906.98172±0.00005秒（1978年11月的值），周期變率 dPb/dt=(-3.2±0.6)×10-12；而根據廣義相對論，此雙星體系由於輻射引力波，公轉周期會有如下的變率：dPb/dt=-2.6×10-12。實測值在20％的誤差范圍內與廣義相對論預言值相符。這是引力波存在的第一個間接定量證據。檢驗引力波存在的第二個方法是直接探測。引力波攜帶能量，穿過物體時可使物體獲得能量而產生運動。因此，可用質量體系做天線，直接接收天體源發射來的引力波。引力波傳播時，在垂直於其前進方向的平面內的場是不均勻的。在垂直前進方向的平面內，兩獨立偏振態在某一時刻的力線梯度與處於該平面內的四個檢驗質量A、B、C、D的受力和運動方向如圖所示。引力波穿過時，質點隨著波的傳播而作共振運動。美國馬裡蘭大學的J.韋伯首創用一根鋁棒作為天線進行觀測。天線的靈敏度與其溫度成反比，與其質量和品質因數的平方根(Q1/2)成正比。所以，現在發展中的天線多采用低溫（一般用到1～4.2K，最低計劃用3mK）、大質量（最大為5噸）和高品質因數材料（單晶材料Q約為109）作天線。為瞭排除聲、電、機械幹擾，天線都被置於非常嚴格的隔離環境中，並用相距很遠（上千公裡）的兩地符合來增加置信度。進行過這種觀測的有十幾個組，隻有韋伯宣稱探測到瞭不能排除是引力波的信號。其他實驗室都沒有得到這一結果，所以韋伯的結果沒有得到公認。現在研制中的低溫大質量天線、低溫高品質因數材料（單晶）天線和長基線高功率激光幹涉儀等的最高靈敏度，都要求達到能夠探測近鄰星系中超新星爆發的引力輻射的水平。
參考書目
韋伯著，陳鳳至、張大衛譯:《廣義相對論與引力波》，科學出版社，北京，1977。(J.Weber，General Relativityand Gravitational Waves，Interscience Publ.，NewYork，1961.)