Открытие нового явления после десятилетий поисков – это не завершение, а лишь начало нового раздела физики. Конечно, регистрация гравитационных волн от слияния двух черных дыр важна сама по себе. Это прямое доказательство и существования черных дыр, и существования двойных черных дыр, и реальности гравитационных волн, и, если говорить вообще, доказательство правильности геометрического подхода к гравитации, на котором базируется ОТО. Но для физиков не менее ценно то, что гравитационно-волновая астрономия становится новым инструментом исследований, позволяет изучать то, что раньше было недоступно.
Во-первых, это новый способ рассматривать Вселенную и изучать космические катаклизмы. Для гравитационных волн нет препятствий, они без проблем проходят вообще сквозь все во Вселенной. Они самодостаточны: их профиль несет информацию о породившем их процессе. Наконец, если один грандиозный взрыв породит и оптический, и нейтринный, и гравитационный всплеск, то можно попытаться поймать все их, сопоставить друг с другом и разобраться в недоступных ранее деталях, что же там произошло. Уметь ловить и сравнивать такие разные сигналы от одного события – главная цель всесигнальной астрономии.
http://elementy.ru/novosti_nauki/432626/Neytrinnaya_astrofizika_delaet_pervye_shagi
Когда детекторы гравитационных волн станут еще более чувствительными, они смогут регистрировать дрожание пространства-времени не в сам момент слияния, а за несколько секунд до него. Они автоматически пошлют свой сигнал-предупреждение в общую сеть наблюдательных станций, и астрофизические спутники-телескопы, вычислив координаты предполагаемого слияния, успеют за эти секунды повернуться в нужном направлении и начать съемку неба до начала оптического всплеска.
Во-вторых, гравитационно-волновой всплеск позволит узнать новое про нейтронные звезды. Слияние нейтронных звезд – это фактически самый последний и самый экстремальный эксперимент над нейтронными звездами, который природа может поставить для нас, а нам как зрителям останется только наблюдать результаты. Наблюдательные последствия такого слияния могут быть разнообразными, и, набрав их статистику, мы сможем лучше понимать поведение нейтронных звезд в таких экзотических условиях.
В-третьих, регистрация всплеска, пришедшего от сверхновой, и сопоставление его с оптическими наблюдениями позволит наконец-то разобраться в деталях, что же там происходит внутри, в самом начале коллапса. Сейчас у физиков по-прежнему остаются сложности с численным моделированием этого процесса.
В-четвертых, у физиков, занимающихся теорией гравитации, появляется вожделенная «лаборатория» по изучению эффектов сильной гравитации. До сих пор все эффекты ОТО, которые мы могли непосредственно наблюдать, относились к гравитации в слабых полях. О том, что происходит в условиях сильной гравитации, когда искажения пространства-времени начинают сильно взаимодействовать сами с собой, мы могли догадываться лишь по косвенным проявлениям, через оптический отголосок космических катастроф.
В-пятых, появляется новая возможность для проверки экзотических теорий гравитации.
Задача обнаружения реликтовых гравитационных волн, которые стали следствием событий, произошедших сразу после зарождения Вселенной, на порядок сложнее, чем детекция сигнала от такого большого и катастрофического события, как слияние черных дыр{15}. Однако в конце концов эта задача будет решена, что позволит совершить значительный шаг в изучении истории Вселенной.
Гравитационные волны не поглощаются веществом, и это позволит «увидеть», что происходило во Вселенной в самые первые мгновения после Большого взрыва. Задача эта, конечно, гораздо более сложна, и открытие реликтовых гравитационных волн – дело не завтрашнего дня. Несомненно, однако, что достаточно чувствительные приборы будут созданы, а реликтовые гравитационные волны обнаружены, что позволит «просеять» космологические теории и отделить те, которые не соответствуют полученным данным.
Одна из тайн Вселенной, в разгадке которой может помочь нынешнее открытие, касается загадочного темного вещества, которое, по расчетам, должно вместе с темной энергией составлять большую часть состава Вселенной, но при сегодняшнем уровне развития технологий не может быть обнаружено. Темное вещество чрезвычайно слабо взаимодействует с обычным, не излучает и не поглощает свет, и потому его чрезвычайно трудно (если вообще возможно) обнаружить обычными астрофизическими методами. Но темное вещество имеет массу и подчиняется закону всемирного тяготения (и, разумеется, законам общей теории относительности). Темное вещество, как и обычное, способно излучать гравитационные волны, и потому именно гравитационно-волновая астрофизика даст возможность изучить недоступные ранее для наблюдений объекты Вселенной. А ведь темного вещества во Вселенной в шесть раз больше, чем вещества обычного!