引力波将帮助探索物理上一些重大问题。如为黑洞的存在与否提供更直接的证据（尽管科研团体中已对黑洞的存在非常确定，证明黑洞存在的证据多是黑洞对周围物质所带来的影响，而不是黑洞本身。引力波的发现，尤其是源于双黑洞并合所产生的引力波的发现，将是对黑洞真实存在的一个强有力证据），回答广义相对论是否正确描述了引力？双黑洞碰撞前后以及碰撞瞬间发生了什么？超新星爆炸的具体细节是什么？超新星爆炸后，中子星和黑洞是如何形成的？利用发出引力波的天体物理源来研究宇宙学；通过引力波直接探测研究黑洞并和成长的过程，研究宇宙早期的极端物理过程，帮助我们了解宇宙的起源、演化中的基础物理学原理。
引力波为探索宇宙打开了一扇新的窗户，势必会带来更多的科学新发现。过去所做的大部分天文学研究是基于不同形式的电磁波，但电磁波容易被介于目标天体和观测者之间的物质散射或吸收等。如果观测手段是引力波，因为宇宙相对于它们近乎透明，影响微弱，人们将可能观测到在其它方式下被阻挡的天体，以及并么有产生电磁辐射的天体现象。也许有一天，我们可以通过引力波追溯到宇宙的极早期，甚至是宇宙大爆炸之后1e-36到1e-32秒。而对于电磁波而言，它最早只能看到大爆炸后的大约300，000之后的宇宙历史，在此之前，电磁波是不能给我们提供的。所以引力波是我们了解我们宇宙形成的最好工具。
国家天文台苟利军在其科普文章中这样写道，“如果还记得，在《星际穿越》电影中的结尾之时，主人公库珀身处一个5维时空的超体方体中，为了将从黑洞中心所提取出来的信息传递给身处4维时空的女儿墨菲，人为的制造引力波效应，成功将信息传递，从而人类得以解救。引力波从目前物理学家的认识来看，是唯一一种可以在不同维度传播的波。不同宇宙之间的碰撞，会产生引力波。说不定在不远的将来，我们也可以依靠引力波来判断多重宇宙的存在与否。”
正如发布会上Kip Thorne所说，这还只是一个开始，未来基于引力波这扇窗户，我们会看到和听到更多。
技术推动新发现，反过来，探索新发现这样的应用需求也会驱动技术的发展。（更多细节请参见我之前有幸为赛先生写的一篇文章《待引力波波动了天琴的弦》）。
相关专题：人类首次探测到引力波
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