L'expansion de l'univers, découverte par Edwin Hubble et Georges Lemaître, se mesure par deux méthodes qui donnent des chiffres différents : le Fond diffus cosmologique issu du Big Bang donne 67 (km/s) pour 3,26 millions d'années-lumière, tandis que les supernovae donnent 73. Cette « tension de Hubble » suggère un comportement mystérieux de l'énergie noire. Aujourd'hui, un juge indépendant est apparu : la combinaison des ondes gravitationnelles et des lentilles gravitationnelles.
Ce juge confronte deux témoignages. Le premier, ce sont les ondes gravitationnelles (les ondulations de la courbure de l'espace-temps, prédites par Rainer Weiss) issues des fusions de trous noirs et d'étoiles à neutrons. Elles indiquent la distance de la catastrophe, comme l'intensité d'un écho renseigne sur la distance de la source sonore. Le second, ce sont les galaxies-lentilles, qui dévient la lumière d'objets lointains et produisent des images multiples avec un décalage temporel. La combinaison des distances obtenues par les ondes et des délais des lentilles donne 84 (km/s) pour le même intervalle, avec une incertitude de 14 % – le principal obstacle étant la répartition de la matière noire dans les lentilles. La première détection simultanée d'ondes et de lumière n'a eu lieu qu'en 2017 ; aujourd'hui, de tels événements sont captés presque chaque semaine, et le signal le plus lointain jamais enregistré provient de 9 milliards d'années-lumière. Encore deux ans d'observations, et le juge rendra son verdict définitif sur la nature de l'énergie noire.
L'idée d'utiliser les ondes gravitationnelles pour mesurer les distances cosmiques a été proposée en 1986 par Rainer Weiss, mais il a fallu attendre 31 ans, jusqu'en 2017, pour capturer le premier événement combinant « son » et lumière.
En science-fiction, les lentilles gravitationnelles sont souvent présentées comme des télescopes naturels permettant de voir dans le passé. Dans le roman « La lumière des étoiles lointaines », les astronomes s'en servent précisément pour observer les confins de l'Univers.