คลื่นความโน้มถ่วง เป็นปรากฏการณ์ในเอกภพชนิดหนึ่ง เป็นการเปลี่ยนแปลงขึ้นลงของปริภูมิเวลาที่เคลื่อนที่เป็นระลอกเหมือนคลื่น เกิดขึ้นจากวัตถุมวลสูงเคลื่อนที่ไปมาอย่างรวดเร็ว เช่น หลุมดำชนกัน หรือดาวนิวตรอนชนกัน

นับจากมีการค้นพบคลื่นชนิดนี้ครั้งแรกในปี 2558 จนถึงขณะนี้ พบคลื่นความโน้มถ่วงแล้วราว 80 ครั้ง


เมื่อมีการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงได้ นักดาราศาสตร์จะวิเคราะห์ลักษณะของคลื่นเพื่อสืบสาวไปว่า การชนนั้นเกิดขึ้นที่ใด ไกลออกไปเท่าใด และวัตถุที่มาชนจนทำให้เกิดคลื่นนั้น มีมวลเท่าใด มวลของวัตถุก็บอกได้ว่าวัตถุนั้นเป็นวัตถุชนิดใด 

การศึกษาคลื่นความโน้มถ่วงจึงเป็นการศึกษาเอกภพอีกวิธีหนึ่งที่ทำได้แม้วัตถุนั้นจะไม่เปล่งแสงหรือรังสีใด ๆ ออกมาเลยก็ตาม 

คลื่นความโน้มถ่วงที่ตรวจพบส่วนใหญ่ เกิดจากหลุมดำสองดวงชนกัน หรือดาวนิวตรอนสองดวงชนกัน หรือไม่ก็ดาวนิวตรอนกับหลุมดำชนกัน

ดาวนิวตรอนกับหลุมดำมีต้นกำเนิดคล้ายกัน เกิดจากดาวฤกษ์มวลสูงที่สิ้นอายุขัยและระเบิดไปเป็นซูเปอร์โนวา การระเบิดทำให้เนื้อดาวส่วนใหญ่กระจายออกไปโดยรอบ เหลือเพียงแก่นดาวที่ไม่เหลือปฏิกิริยาหลอมนิวเคลียสอีกต่อไป เมื่อปฏิกิริยาหลอมนิวเคลียสที่เคยสร้างแรงดันจากใจกลางคอยต้านความโน้มถ่วงของตัวเองหมดไป แก่นดาวจึงยุบลงไปกลายเป็นวัตถุที่มีความหนาแน่นสูงมาก ซึ่งอาจเป็นดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ ขึ้นอยู่กับมวลที่หลงเหลือของแก่นดาว

ดาวฤกษ์ที่มีมวลตั้งแต่ 8 - 30 เท่าของดวงอาทิตย์ หลังจากระเบิดแล้วจะเหลือแก่นที่มีมวลไม่เกิน 2.3 เท่าของดวงอาทิตย์ จะกลายเป็นดาวนิวตรอน ดาวนิวตรอนมีขนาดเล็กมาก มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่เกิน 20 กิโลเมตรเท่านั้น 

ดาวฤกษ์ที่มวลสูงมาก หลังจากระเบิดแล้วจะเหลือแก่นดาวที่มีมวลมากกว่า 5 มวลสุริยะ จะกลายเป็นหลุมดำ หลุมดำมวลดาวฤกษ์อาจมีมวลได้ตั้งแต่ 5 มวลสุริยะขึ้นไปจนถึงเป็นสิบมวลสุริยะ

ส่วนแก่นดาวที่มีมวลอยู่ระหว่าง 2.3 กับ 5 มวลสุริยะ นักดาราศาสตร์ยังไม่แน่ใจนักว่าจะกลายเป็นวัตถุประเภทใดระหว่างดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ ช่วงมวลดังกล่าวนี้เรียกกว่า ช่วงมวลเปลี่ยนผ่าน (mas gap) แต่สิ่งหนึ่งที่ทราบในขณะนี้คือ วัตถุที่มีมวลในย่านนี้มีอยู่น้อยมาก 


เมื่อเดือนพฤษภาคมปี 2566 มีการตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงโดยใช้เครือข่ายหอสังเกตการณ์ไลโก หอสังเกตการณ์เวอร์โก และหอสังเกตการณ์คากรา คลื่นที่พบในครั้งนั้นมีชื่อว่า จีดับเบิลยู 230529 (GW230529) การวิเคราะห์คลื่นแสดงว่า เกิดวัตถุสองดวงชนกัน ดวงหนึ่งมีมวล 1.2-2 มวลสุริยะ แสดงว่าเป็นดาวนิวตรอนแน่นอน  ส่วนอีกดวงหนึ่งมีมวลระหว่าง 2.5-4.5 มวลสุริยะ ซึ่งอยู่ในช่วงมวลเปลี่ยนผ่านที่จำแนกได้ยากว่าเป็นดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ


การค้นพบครั้งนี้ไม่ใช่ครั้งแรกที่พบคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดจากวัตถุในย่านมวลเปลี่ยนผ่าน ในปี 2563 เคยมีการพบคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดจากหลุมดำกับวัตถุย่านมวลเปลี่ยนผ่าน วัตถุดวงนั้นมีมวลประมาณ 2.6 มวลสุริยะ แต่นี่เป็นครั้งแรกที่พบคลื่นความโน้มถ่วงจากวัตถุในย่านมวลเปลี่ยนผ่านกับดาวนิวตรอนชนกัน นักดาราศาสตร์จึงตื่นเต้นกับการค้นพบครั้งนี้มาก

การค้นพบครั้งนี้อาจแสดงว่า วัตถุที่มีมวลในย่านมวลเปลี่ยนผ่านอาจไม่ได้มีน้อยอย่างที่เคยคิดก็ได้

นักดาราศาสตร์หวังว่าในอนาคตจะได้ตรวจพบเหตุการณ์ทำนองเดียวกันได้อีก โดยเฉพาะเหตุการณ์ที่มีการสำรวจด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วย จะยิ่งช่วยให้ความชัดเจนเกี่ยวกับวัตถุย่านมวลเปลี่ยนผ่านได้ดียิ่งขึ้น และอาจช่วยไขปัญหาอีกหลายด้านเกี่ยวกับการกำเนิดและวิวัฒนาการของระบบดาวคู่อีกด้วย