Co więcej, fale grawitacyjne mogą się rozchodzić w ośrodku, który pochłania wszystkie postacie promieniowania elektromagnetycznego. Podobnie jak promieniowanie rentgenowskie pozwala lekarzowi zajrzeć do wnętrza ciała pacjenta przez tkanki, które nie przepuszczają światła, tak fale grawitacyjne powinny umożliwić badaczom obserwację zjawisk astrofizycznych nie dających się zobaczyć w żaden inny sposób. Fal grawitacyjnych nie zarejestrowano dotąd bezpośrednio, niemniej obserwacje astronomiczne potwierdzają, że fale takie generowane są przez pary hipergęstych obiektów, jak gwiazdy neutronowe i czarne dziury, które poruszając się po spiralnej trajektorii, wzajemnie na siebie spadają. Plazma, która wypełniała Wszechświat w ciągu pierwszych 300 rys. lat jego istnienia, była nieprzezroczysta dla promieniowania elektromagnetycznego, gdyż morze subatomowych cząstek natychmiast rozpraszało emitowane wówczas fotony. To dlatego astronomom nie udaje się zaobserwować sygnału elektromagnetycznego wysłanego wcześniej niż mikrofalowe promieniowanie tła. Natomiast fale grawitacyjne mogły przemieszczać się w plazmie.
Pod koniec lat dziewięćdziesiątych kilka detektorów naziemnych oraz umieszczonych w gondolach balonów stratosferycznych obserwowało mikrofalowe promieniowanie tła ze znacznie lepszą rozdzielczością niż COBE. Dzięki nim odkryto, że pierwotna plazma była niejednorodna w skali kątowej mniejszej od jednego stopnia. (Dla porównania średnica kątowa Księżyca w pełni wynosi około pół stopnia.) Wielkość tych pierwotnych struktur świadczy o tym, że geometria Wszechświata jest płaska. Obserwacje te są również zgodne z teorią inflacji, która mówi, że przez pewien czas, niemal natychmiast po Wielkim Wybuchu, Wszechświat rozszerzał się niezwykle szybko. Zamierzając rozszerzyć precyzyjne obserwacje mikrofalowego promieniowania tła, NASA w czerwcu 2001 roku wystrzeliła sondę Microwave Anisotropy Probe (MAP). (Później jej nazwę zmieniła na WMAP, na cześć Davida Wilkinsona, zmarłego w 2002 roku pioniera badań promieniowania tła i jednego z kierowników programu jej badań przyp. red.)
Pierwsze wyniki przeszło rocznych obserwacji prowadzonych z odległego od Ziemi o 1.5 min km miejsca głęboko w przestrzeni kosmicznej zostały opublikowane pod koniec stycznia 2003 roku. Przygotowywana przez Europejską Agencję Kosmiczną sonda Planck, która zostanie wystrzelona w 2007 roku, pozwoli określić własności tego promieniowania jeszcze dokładniej. Kosmolodzy spodziewają się, że obserwacje te dostarczą niezwykle cennych informacji o wczesnym Wszechświecie. W szczególności badacze mają nadzieję na znalezienie bezpośredniego śladu po epoce inflacyjnej. Najważniejszym dowodem przysłowiową dymiącą strzelbą byłoby zaobserwowanie inflacyjnych fal grawitacyjnych. W 1918 roku Albert Einstein przewidział istnienie fal grawitacyjnych jako konsekwencję swojej ogólnej teorii względności. Fale grawitacyjne przypominają fale elektromagnetyczne, takie jak promienie X, fale radiowe czy światło, które są rozchodzącymi się zaburzeniami pola elektromagnetycznego. Tak jak światło lub fale radiowe mogą one przenosić informację i energię od źródła, które je wytwarza.