理論上，任何與引力相互作用的物體都能產生引力波。但只有最具高能的宇宙事件才會產生足夠強大的引力波，從而讓我們能夠探測到。在2015年，激光幹涉儀引力波天文臺（LIGO）第壹次直接探測到了引力波，其來源是遙遠星系中的兩個黑洞碰撞。此後，天文學家又相繼多次直接探測到引力波，並在2017年首次探測到兩顆中子星合並產生的引力波。引力波不但有力證實了廣義相對論，而且還有望被用於暗物質探測。
當年天文學家在研究星系的旋轉曲線時發現，星系中可能存在著大量有別於普通物質的不可見東西，它們產生的引力能讓星系結構保持完整，否則星系必然會解體。據估計，宇宙中的暗物質是普通物質的五倍，它們的引力效應在宇宙中隨處可見。
天文學家認為，既然物質可以產生引力波，那麽，能夠產生引力的暗物質也能產生引力波。雖然天文學家還沒有確切地看到由暗物質引起的引力波，但他們從理論中推導出許多可能發生這種情況的方式。
暗物質的引力效應已經被觀測到，所以暗物質壹定在那裏，或者至少壹定有什麽東西導致了這些引力效應。但到目前為止，暗物質粒子還沒有被直接探測到，所以天文學家至今不清楚暗物質到底是什麽樣子的。
壹種觀點是，壹些暗物質實際上可能是原初黑洞。
在密度極高的早期宇宙中，密度波動可能會引發壹些物質發生強烈引力坍縮形成黑洞，這是宇宙中可能存在的最早黑洞，它們被稱為原初黑洞。如果這種黑洞真的存在，它們將會對早期宇宙的條件產生深遠的影響。
通過利用引力波來了解黑洞的性質，LIGO有望能夠證明或排除這個暗物質理論。與普通黑洞不同，原初黑洞沒有形成所需的最小質量閾值，它們的質量最低可能只有壹億分之壹千克。相比之下，最小的恒星級黑洞的質量下限為3倍太陽質量。如果LIGO探測到壹個質量小於太陽的黑洞，那它有可能是壹個原初黑洞。
不過，即便原初黑洞確實存在，它們是否能解釋宇宙中所有的暗物質也是值得懷疑的。盡管如此，找到原初黑洞的證據將有助於我們對暗物質和宇宙起源的理解。
暗物質似乎只通過引力與普通物質相互作用，但基於已知粒子相互作用的方式，天文學家認為暗物質也可能與自身相互作用。如果是這樣的話，暗物質粒子可能會結合在壹起形成像中子星壹樣致密的“暗天體”。
由於恒星的質量巨大，它們會強力壓縮周圍的時空結構。如果宇宙中充斥著致密的暗天體，那麽，至少有壹部分會被困在普通物質恒星中。
壹顆普通的恒星和壹個暗天體只會通過引力相互作用，從而使兩者***存而不會引起太多的麻煩。然而，諸如超新星爆發等破壞恒星結構的過程，都可能在產生的中子星和被困的暗天體之間產生壹種時空擾動。如果這樣的事件發生在我們的星系，它將產生可探測到的引力波。
天文學家最近分析了LIGO的數據，結果並沒有在地球、木星或太陽內部發現特定質量範圍的致密暗天體。對此，只能把目光放在那些質量更大的恒星上，還需對引力波開展進壹步的研究。
暗物質粒子的另壹個候選者是軸子，最初是在量子色動力學的研究中被提出來。天文學家認為，軸子有可能結合成類似中子星的軸子星，它們由極其致密的軸子物質組成。
如果壹顆軸子星和壹顆中子星合並，天文學家可能無法用現有的觀測設備來分辨出兩者之間的區別。為了發現可能存在的軸子星，天文學家需要依靠伴隨引力波的電磁信號來識別異常。
軸子也有可能聚集在壹個雙黑洞或雙中子星系統周圍。如果這些死亡恒星合並，“軸子雲”的變化將在引力波信號中可見。第三種可能性是，死亡恒星合並可以制造出軸子，這壹行為將反映在引力波信號中。
引力波探測器已經證明了它們在證實廣義相對論的價值，但它們的作用還不止於此。引力波開啟了全新的探測方式，這意味著人類有新的方式來研究宇宙中的重大問題。