Şekil 4-b. Su ve kinematik dalgalar.1920 li yıllarda Lindblad bir Galaksideki spiral kolların, yıldızlar arasında hareket eden sürekli bir yapıya sahip olduğunu önerdi. Örneğin, okyanustaki dalgalar su yüzeyini bir baştan öbür başa hareket ettirirken, tek tek su moleküllerinde küçük daireler halinde aşağı yukarı hareket ederler. Esasında suyu bir baştan öbür başa kat eden dalgalardır. Su molekülleri ise dalgalar ile birlikte hareket eder. Lindbland, Bu benzetmelerden yola çıkarak, spiral yapının yoğunluk dalgaları ile açıklanabileceğini ileri sürdü.
Bu yoğunluk dalga teorisi 1960 lı yıların ortalarında Amerikalı Astronomlar Lin ve Shu tarafından ayrıntılı bir şekilde hazırlandı ve matematiksel olarak ifade edildi. Lin ve Shu, bir Galaksinin diski içersinden geçen yoğunluk dalgalarının, geçici olarak bir madde birikimine sebep olabileceği üzerinde durdular.Bu sebepten, bir spiral kol, maddenin geçici olarak artması veya sıkışması şeklinde yorumlanabilir.
Bir Galakside bir yoğunluk dalgasının etkisinin nasıl gösterdiğini daha iyi anlamak için okyanus örneğini bir kere daha gözden geçirelim. Eğer su moleküllerine dışarıdan bir etki yapılmamışsa okyanusun yüzeyi çarşaf gibi olur. Fakat su molekülleri sürekli pertürbasyon olarak isimlendirilen rüzgar gibi tedirginliklerden etkilenir. Bu pertürbasyon sonucu sudaki moleküller birbirlerini iterek bir su dalgasını oluşturur. Okyanus yüzeyindeki bu su molekülleri küçük eliptik yörüngelerde hareket ederler. Bu durum (Şekil 4b) da görülebilir. Bir Galaksideki, yıldızlar birbirlerinden çok büyük uzaklıklarda bulunduğundan dolayı yıldızlar arasında çarpışmalar olmaz. Bununla beraber, birbirlerini çekimlerinden dolayı etkiler. Su veya ses dalgalarında moleküler kuvvetler moleküllerin hareketlerini etkilerler. Bir Galakside ise, çekim kuvveti yıldızlar arasındaki etkileşimlere neden olur. Bu yıldızın Galaksi merkezi etrafındaki yörüngesi daire ye yakındır. Fakat Galaksideki madde, yıldızın yörüngesinden sapmasına neden olan küçük gravitasyonel pertürbasyonlar meydana getirir.
Bir su molekülünün okyanus yüzeyinde yükselip alçalması gibi yıldız da bozulmamış yörüngesi etrafında ileri geri salınımlarda bulunur. Lindbland bu salınım (osilasyon) ları, küçük bir epicycle ile açıklamıştır. Bu (Şekil 4b) den görülebilir. Epicycle orjinal yörüngesi boyunca saat yönünde hareket ederken, yıldız epicycle civarında saat yönünün tersinde hareket eder. Sonuç da yıldızın yörüngesi, hareket halinde elipse benzer bir eğri olur. Doğal olarak, bu yıldızın gravitesi diğer yıldızların hareketini etkiler. Bu gravite etkisi, bir yıldız yörüngesinden diğerine doğru yayılan “Kinematik Dalga” olarak isimlendirilen bir dalga tedirginliği yaratır.
Kalnajs, (Şekil 4b) de önerildiği gibi yıldızların eliptik yörüngelerinin rastgele yönlenmediğini, bunun yerine yörüngeler arasında sıkı bir ilişkinin var olduğunu önerdi. Çünkü her bir eliptik yörünge komşu diğer yörüngeye belli bir açı ile meyillidir ve sonuç da (Şekil 4b) de gösterildiği gibi spiral bir yapı ortaya çıkar. Bu spiral yapı, elips yörüngelerin birbirine en yakın olduğu yerlerde ortaya çıkar. Yıldız sayısının geçici artışı yıldızlararası gaz ve toz da büyük bir etki yaratır.Yıldızların çoğalması spiral kolda gravitasyonel çekimin artmasına sebep olur. Bu gravitasyonel kuvvet, yavaş hareket eden büyük kütleli yıldızlar üzerinde hemen hemen bir etki yapmaz. Bununla beraber yıldızlararası ortamdaki hafif atomlar ve moleküller, gravitasyonel çekime uğrayarak bir yoğunluk dalgası tepesi oluştururlar. Kalnajsın spiral yapı modeline göre, yoğunluk dalgaları galaksideki madde içersinde yıldızların hareketinden daha yavaş olarak aşağı yukarı 30 km/sn hız ile hareket eder. Bununla birlikte, yıldızlararası gaz, 10 km/sn (bu yıldızlararası ortamda ses hızıdır) bir hız ile küçük bir sıkışma meydana getirebilir. Bu meydana gelen yoğunluk dalgası süpersoniktir. Çünkü yıldızlararası gazdaki hızı, bu gazdaki ses hızından daha büyüktür. Yoğunluk dalga teorisi düzenli spiral yapıların birçok özelliğini açıklar. Spiral yoğunluk dalgaları galakside hızla ilerleyerek ölen yıldızlardan arta kalan gaz ve tozları bir nebula haline sıkıştırarak yeni yıldızların oluşmasına neden olur. Yaşlı yıldızların ölümünden geriye kalan madde ağır elementler bakımından zenginleştiği için yeni oluşan yıldızlar metal bakımından zengindir. Galaksideki spiral yapı hakkındaki tüm problemler çözülememiştir. Birçok Astronom yoğunluk dalga teorisinin doğru bir teori olduğunu savunmaktadır. Fakat yine de bu teori ile ilgili bazı tereddütler var. Örneğin; bu yoğunluk dalgaları, yıldızlararası gaz ve tozu sıkıştırmak için büyük bir enerji harcarlar. Yoğunluk dalgalarının yayılması için devamlı, bir enerjinin takviye edilmesi gerekir. Bu enerjinin nereden geldiği pek anlaşılamamıştır. Ancak Galaksilerin çekirdekleri, bu enerjinin geldiği yerler olarak görülebilir. Başka bir olasılık ta, iki Galaksinin çarpışmasıdır. İki Galaksi birbiri ile çarpıştığında, Galaksi bir spiral yapıyı meydana getirecek şekilde diğerini etkiler.