Мы собираемся принимать сообщения, посылаемые нам непосредственно силами природы и распространяемые переносчиками взаимодействий фундаментального характера. Мы собираемся прислушаться к голосу фундаментального закона природы. Этот сплав мемов “непосредственный”, “сообщения” и “фундаментальный” понятен всем сидящим нынешним вечером за столом, хотя и встречаются эти мемы в самых разных комбинациях.
Только сообщения от наиболее тяжелой, катастрофического масштаба, концентрации гравитационной энергии достигнут земных детекторов. И тут речь в первую очередь идет о черных дырах, Большом взрыве и взрывах сверхновых. Ниже мы, исходя из широкого спектра наших амбициозных интересов, рассмотрим каждый из этих потенциальных источников по отдельности.
При столкновении черных дыр пространство вокруг них продолжает звенеть вплоть до того момента, когда в результате их слияния не образуется большая вращающаяся дыра; после этого пространство замолкает. Любые сливающиеся компактные объекты издают звук со все возрастающей частотой и мощностью – в завершение же раздается характерное чирикание. Форма модуляции звука напрямую зависит от параметров вращения двойной системы. Таким образом, мы можем реконструировать траектории перемещения барабанных палочек, бьющих по барабану.
Когда сталкиваются нейтронные звезды, они с высокой долей вероятности образуют черную дыру, хотя в процессе столкновения обломки внешней коры нейтронных звезд могут и отшелушиваться, тем самым уменьшая массу образующегося в результате этой кутерьмы объекта настолько, что вместо черной дыры рождается новая нейтронная звезда. Нейтронные звезды, собственно, не видны в телескоп вплоть до момента их слияния. Но при ударе намагниченные, сверхпроводящие шаровидные сгустки конденсированной ядерной материи разрушаются, излучая гамма-кванты (кванты электромагнитного излучения более высокой энергии, чем видимый свет и чем рентгеновские лучи). Отдельная категория известных, наблюдаемых и хорошо изученных гамма-всплесков (сокращенно GRB) объясняется столкновением нейтронных звезд. Такие всплески наблюдают с помощью спутников. Несмотря на то, что они были зарегистрированы, их пространственное разрешение оставляет желать лучшего. Детекторы гамма-излучения, установленные на спутниках, не позволяют получить пространственную картину взрыва, длительность которого составляет всего доли секунды. Зато они могут отслеживать изменения формы выброса энергии во времени. Обычно за коротким острым пиком следует затухание сигнала, а иногда регистрируется более слабое послесвечение. Сотрудничество между гравитационными обсерваториями и экспериментами по регистрации GRB с помощью спутников заметно расширяет научные перспективы. LIGO может регистрировать последние минуты жизни двойных систем и “рекомендовать” спутникам переориентировать телескопы на поиск ожидаемого гамма-всплеска. (Обратное тоже верно, потому что LIGO сохраняет данные для последующего анализа.) Эта бурно развивающаяся область исследований называется многоканальной астрономией [англ.