Les gouffres gravitationnels sont des variantes du phénomène de trou noir. Celui-ci apparaît au cours de l'évolution d'une étoile, quand le combustible nucléaire s'épuise en son coeur, qui se contracte et devient très dense, son champ gravitationnel est tel alors que, si cet astre est assez gros, rien ne peut s'échapper de ses abords.

L'astre est entouré d'une frontière sphérique, par quoi la lumière et la matière peuvent pénétrer mais non s’échapper (d'où un aspect totalement noir). Selon la théorie de la relativité, la gravitation modifie l'espace et le temps à proximité d'un trou noir.

Lorsqu'on approche de l'horizon en provenance de l'extérieur, le temps ralentit par rapport à celui d'observateurs lointains, pour s'arrêter à l'horizon.

Le gouffre gravitationnel spécifique, découvert dans le Quadrant Delta à la date stellaire 54238, est de toute évidence atypique, en ce que des signatures visibles (des radiations) marquent l'entrée de la matière sous son emprise et que l'effet de distorsion temporelle est de plus inverse à la normale (accélération et non pas décélération). Il présente néanmoins suffisamment de propriétés communes avec les trous noirs pour en être une variante.

Le gouffre gravitationnel, d'un diamètre de 600 m environ, est déphasé par rapport à l'espace normal (il est très difficile aux senseurs de Voyager de le détecter).

Pour les spationefs sans méfiance, le seul avertissement est un effet de cisaillement gravimétrique et d'aspiration vers le coeur du phénomène.

Les petits appareils n'ont aucune chance de s'en sortir, quant aux plus gros, il faut que leur Capitaine ait la présence d'esprit de trouver une solution dans les quelques secondes qui précèdent l'inexorable capture. Entraînés dans le gouffre, endommagés par le champ de distorsion, ces vaisseaux ressurgissent du cœur d'un vortex bleu, dans le ciel d'une planète déserte et s'écrasent sur le sable inhospitalier de sa surface.

Le gouffre gravitationnel recèle un soleil de type G et trois planètes, dont une seule est habitée. Certains rescapés pensent être là depuis quatorze ans, mais le temps y est déformé de telle sorte qu'une période subjective de deux mois sur la planète équivaut à un peu plus de deux jours pour un observateur extérieur.

Tel est le cas de Tom Paris et Tuvok, de l'USS Voyager, prisonniers du gouffre gravitationnel et sauvés in extremis alors que le gouffre est sur le point d'être scellé par un peuple souhaitant éviter de nouvelles pertes.