編輯本段基本簡(jiǎn)介

　　黑洞是一個(gè)空間——時(shí)間區(qū)域，它的最外圍是光所能從黑洞向外到達(dá)的最遠(yuǎn)距離，這個(gè)邊界稱(chēng)為“事件視界”。它如同一個(gè)單向的膜，只允許物質(zhì)穿過(guò)視界并落到黑洞里去，但沒(méi)有任何物質(zhì)能夠從里面出來(lái)。

　　“黑洞”很容易讓人望文生義地想象成一個(gè)“大黑窟窿”，其實(shí)不然。所謂“黑洞”，就是這樣一種天體：它的引力場(chǎng)是如此之強(qiáng)，就連光也不能逃脫出來(lái)。說(shuō)它“黑”，是指它就像宇宙中的無(wú)底洞，任何物質(zhì)一旦掉進(jìn)去，“似乎”就再不能逃出。實(shí)際上黑洞真正是“隱形”的。^[2][1][3]

編輯本段發(fā)現(xiàn)時(shí)間

　　美國(guó)宇航局2010年11月15日發(fā)現(xiàn)地球附近有一個(gè)年僅30歲的黑洞，這也是人類(lèi)科學(xué)史上發(fā)現(xiàn)的最年輕的黑洞。

　　這個(gè)最年輕的黑洞是天文學(xué)家利用美國(guó)宇航局的錢(qián)德拉X射線望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的，它為觀測(cè)這類(lèi)嬰兒期天體提供了獨(dú)一無(wú)二的機(jī)會(huì)。美國(guó)宇航局聲稱(chēng)，這個(gè)黑洞將能夠幫助科學(xué)家更好地理解大質(zhì)量恒星是如何爆炸的，恒星爆炸后留下的是黑洞還是中子星，以及銀河系和其他星系黑洞的數(shù)量。

　　這個(gè)30歲的黑洞是距離地球約5000萬(wàn)光年的M100星系中的超新星“SN1979C”的余燼。根據(jù)錢(qián)德拉X射線望遠(yuǎn)鏡、美國(guó)雨燕衛(wèi)星、歐洲宇航局牛頓X射線天文望遠(yuǎn)鏡（XMM-Newton）以及德國(guó)倫琴衛(wèi)星獲得的數(shù)據(jù)顯示一個(gè)明亮的X射線源，這個(gè)X射線源在1995年到2007年這段觀測(cè)期內(nèi)一直非常穩(wěn)定，這表明這個(gè)天體是一個(gè)黑洞，它正在吞噬這顆超新星和伴星落下的物質(zhì)。

　　這是唯一一個(gè)人類(lèi)全程見(jiàn)證它形成的黑洞，也是超新星爆炸能夠形成黑洞的唯一的直接證據(jù)。

編輯本段研究歷史

　　歷史上，第一個(gè)意識(shí)到一個(gè)致密天體密度可以大到連光都無(wú)法逃逸的人是英國(guó)地理學(xué)家John Michell。他在1783年寫(xiě)給亨利·卡文迪什一封信中提出這個(gè)想法的，他認(rèn)為一個(gè)和太陽(yáng)同等質(zhì)量的天體，如果半徑只有3公里，那么這個(gè)天體是不可見(jiàn)的，因?yàn)楣鉄o(wú)法逃離天體表面。1796年，法國(guó)物理學(xué)家拉普拉斯曾預(yù)言：“一個(gè)質(zhì)量如250個(gè)太陽(yáng)，而直徑為地球的發(fā)光恒星，由于其引力的作用，將不允許任何光線離開(kāi)它。由于這個(gè)原因，宇宙中最大的發(fā)光天體，卻不會(huì)被我們看見(jiàn)”。

　　現(xiàn)代物理中的黑洞理論建立在廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)上。由于黑洞中的光無(wú)法逃逸，所以我們無(wú)法直接觀測(cè)到黑洞。然而，可以通過(guò)測(cè)量它對(duì)周?chē)祗w的作用和影響來(lái)間接觀測(cè)或推測(cè)到它的存在。比如說(shuō)，恒星在被吸入黑洞時(shí)會(huì)在黑洞周?chē)纬晌e氣盤(pán)，盤(pán)中氣體劇烈摩擦，強(qiáng)烈發(fā)熱，而發(fā)出X射線。借由對(duì)這類(lèi)X射線的觀測(cè)，可以間接發(fā)現(xiàn)黑洞并對(duì)之進(jìn)行研究。黑洞的存在已被天文學(xué)界和物理學(xué)界的絕大多數(shù)研究者所認(rèn)同。

編輯本段基本分類(lèi)

按質(zhì)量分

　　超巨質(zhì)量黑洞：可以在所有已知星系中心發(fā)現(xiàn)其蹤跡。質(zhì)量據(jù)說(shuō)是太陽(yáng)的數(shù)百萬(wàn)至十?dāng)?shù)億倍。

　　小質(zhì)量黑洞：質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量的10至20倍，即超新星爆炸以后所留下的核心質(zhì)量是太陽(yáng)的3至15倍就會(huì)形成黑洞。  
理論預(yù)測(cè)，當(dāng)質(zhì)量為太陽(yáng)的40倍以上，可不經(jīng)超新星爆炸過(guò)程而形成黑洞。

　　中型黑洞：推論是由小質(zhì)量黑洞合并形成，最后則變成超巨質(zhì)量黑洞。中型黑洞是否真實(shí)存在仍然存疑。

根據(jù)物理特性分

　　根據(jù)黑洞本身的物理特性（質(zhì)量、電荷、角動(dòng)量）：

　　不旋轉(zhuǎn)不帶電荷的黑洞。它的時(shí)空結(jié)構(gòu)于1916年由史瓦西求出稱(chēng)史瓦西黑洞。  

　　不旋轉(zhuǎn)帶電黑洞，稱(chēng)R-N黑洞。時(shí)空結(jié)構(gòu)于1916-1918年由Reissner和Nordstrom求出。  

　　旋轉(zhuǎn)不帶電黑洞，稱(chēng)克爾黑洞。時(shí)空結(jié)構(gòu)由克爾于1963年求出。  

　　一般黑洞，稱(chēng)克爾-紐曼黑洞。時(shí)空結(jié)構(gòu)于1965年由紐曼求出。

原初黑洞

　　原初黑洞是理論預(yù)言的一類(lèi)黑洞，尚無(wú)直接證據(jù)支持原初黑洞的存在。宇宙大爆炸初期，宇宙早期膨脹之前，某些區(qū)域密度非常大，以至于宇宙膨脹后這些區(qū)域的密度仍然大到可以形成黑洞，這類(lèi)黑洞叫做原初黑洞。原初黑洞的質(zhì)量與密度不均勻處的尺度有關(guān)，因此原初黑洞的質(zhì)量可以小于恒星坍塌生成的黑洞，根據(jù)霍金的理論，黑洞質(zhì)量越小，蒸發(fā)越快。質(zhì)量非常小的原初黑洞可能已經(jīng)蒸發(fā)或即將蒸發(fā)，而恒星坍塌形成的黑洞的蒸發(fā)時(shí)標(biāo)一般長(zhǎng)于宇宙時(shí)間。天文學(xué)家期待能觀測(cè)到某些原初黑洞最終蒸時(shí)發(fā)出的高能伽瑪射線。

編輯本段物理特征

　　黑洞只有三個(gè)物理量可以測(cè)量到：質(zhì)量、電荷、角動(dòng)量。也就是說(shuō)：對(duì)于一個(gè)黑洞，一旦這三個(gè)物理量確定下來(lái)了，這個(gè)黑洞的特性也就唯一地確定了，這稱(chēng)為黑洞的無(wú)毛定理，或稱(chēng)作黑洞的唯一性定理。但是這個(gè)定理卻只是限制了經(jīng)典理論，沒(méi)有否認(rèn)可能有其他量子荷的存在，所以黑洞可以和大域單極或是宇宙弦共同存在，而帶有大域量子荷。

質(zhì)量

　　黑洞是由大于太陽(yáng)質(zhì)量的3.2倍的天體發(fā)生引力坍塌后形成的（小于1.4個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的恒星，會(huì)變成白矮星）。

　　天文學(xué)的觀測(cè)表明，在很多星系的中心，包括銀河系，都存在超過(guò)太陽(yáng)質(zhì)量上億倍的超大質(zhì)量黑洞。

尺寸

　　愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)有黑洞解。其中最簡(jiǎn)單的球?qū)ΨQ(chēng)解為史瓦西度量。這是由卡爾·史瓦西于1915年發(fā)現(xiàn)的愛(ài)因斯坦方程的解。根據(jù)史瓦西解，如果一個(gè)重力天體的半徑小于一個(gè)特定值，天體將會(huì)發(fā)生坍塌，這個(gè)半徑就叫做史瓦西半徑。在這個(gè)半徑以下的天體，其中的時(shí)空嚴(yán)重彎曲，從而使其發(fā)射的所有射線，無(wú)論是來(lái)自什么方向的，都將被吸引入這個(gè)天體的中心。因?yàn)橄鄬?duì)論指出在任何慣性座標(biāo)中，物質(zhì)的速率都不可能超越真空中的光速，在史瓦西半徑以下的天體的任何物質(zhì)，包括重力天體的組成物質(zhì)——都將塌陷于中心部分。一個(gè)有理論上無(wú)限密度組成的點(diǎn)組成重力奇點(diǎn)（gravitational singularity）。由于在史瓦西半徑內(nèi)連光線都不能逃出黑洞，所以一個(gè)典型的黑洞確實(shí)是絕對(duì)“黑”的。

　　史瓦西半徑由下面式子給出：

　　G是萬(wàn)有引力常數(shù)，M是天體的質(zhì)量，c是光速。對(duì)于一個(gè)與地球質(zhì)量相等的天體，其史瓦西半徑僅有9毫米。

　　史瓦西半徑只是某一種黑洞的半徑，指的是無(wú)自轉(zhuǎn)，無(wú)磁場(chǎng)的黑洞，不能泛泛的說(shuō)所有黑洞的直徑為史瓦西半徑，而且在現(xiàn)實(shí)中，不存在這樣的黑洞，擁有史瓦西半徑的黑洞只是一個(gè)理論假設(shè)。

溫度

　　黑洞越大，溫度越低

　　就輻射譜而言，黑洞與有溫度的物體完全一樣，而黑洞所對(duì)應(yīng)的溫度，則正比于黑洞視界的重力強(qiáng)度。換句話說(shuō)，黑洞的溫度取決于它的大小。若黑洞只比太陽(yáng)的幾倍重，它的溫度大約只比絕對(duì)零度高出億分之一度，而更大的黑洞溫度甚至更低。因此這類(lèi)黑洞所發(fā)出的量子輻射，一律會(huì)被大爆炸所留下的2.7度輻射（宇宙背景輻射）完全淹沒(méi)。

事件視界

　　事件視界又稱(chēng)為黑洞的視界，事件視界以外的觀察者無(wú)法利用任何物理方法獲得事件視界以?xún)?nèi)的任何事件的資訊，或者受到事件視界以?xún)?nèi)事件的影響。事件視界是造成黑洞所以被稱(chēng)為黑洞的根本原因，不過(guò)實(shí)際的觀測(cè)還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)事件視界。

光子球

　　光子球是個(gè)零厚度的球狀邊界，光子只要切線闖入這個(gè)邊界內(nèi)，雖然不一定會(huì)被黑洞所捕獲，但是會(huì)處在一個(gè)圓形的軌道里面，無(wú)法逃脫黑洞的視界之外。對(duì)于非旋轉(zhuǎn)的黑洞來(lái)說(shuō)，光子球大約史瓦西半徑的一點(diǎn)五倍。這個(gè)軌道不是穩(wěn)定的，隨時(shí)會(huì)因?yàn)楹诙吹某砷L(zhǎng)而變動(dòng)。 光子球之內(nèi)光子依然有辦法脫離，但是對(duì)于外部的觀察者來(lái)說(shuō)，任何觀察的到的由黑洞發(fā)出的光子，都必須處于事件視界與光子球之間。這也是反對(duì)黑洞存在的人所依據(jù)的的強(qiáng)烈反對(duì)事實(shí)之一，透過(guò)觀察光子球的光子能量，無(wú)法找到事件視界存在的證據(jù)。

參考系拖曳圈

　　參考系拖曳圈（Ergosphere，又稱(chēng)Frame Dragging或是Lense Thirring Effect，“蘭斯-蒂林效應(yīng)圈”），轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的質(zhì)量會(huì)對(duì)其周?chē)臅r(shí)空產(chǎn)生拖拽的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象被稱(chēng)作參考系拖拽。旋轉(zhuǎn)黑洞才有參考系拖曳圈，也就是黑洞南北極與赤道在時(shí)空效應(yīng)上有所不同。

　　觀測(cè)者可以利用光圈效應(yīng)及參考系拖曳圈，觀測(cè)進(jìn)入或脫離黑洞的光子的運(yùn)動(dòng)，透過(guò)間接的手段，例如粒子含量的分布及Penrose Process（旋轉(zhuǎn)黑洞的能量拉出過(guò)程），來(lái)間接了解其重力的分布，透過(guò)重力的分布重新建立出其參考系拖曳圈。這種觀測(cè)方式，只有雙星以上的系統(tǒng)才能夠進(jìn)行這樣的觀測(cè)。

時(shí)間場(chǎng)異常

　　黑洞周?chē)捎谝?qiáng)大的因素，理論預(yù)期會(huì)發(fā)生時(shí)間場(chǎng)異?，F(xiàn)象，這包含了周?chē)膮⒖枷低弦啡笆录暯缧?yīng)。

編輯本段產(chǎn)生過(guò)程

　　黑洞就是中心的一個(gè)密度無(wú)限大、時(shí)空曲率無(wú)限高、熱量無(wú)限高、體積無(wú)限小的奇點(diǎn)和周?chē)徊糠挚湛杖缫驳奶靺^(qū)，這個(gè)天區(qū)范圍之內(nèi)不可見(jiàn)。黑洞的產(chǎn)生過(guò)程類(lèi)似于中子星的產(chǎn)生過(guò)程；某一個(gè)恒星在準(zhǔn)備滅亡，核心在自身重力的作用下迅速地收縮，塌陷，發(fā)生強(qiáng)力爆炸。當(dāng)核心中所有的物質(zhì)都變成中子時(shí)收縮過(guò)程立即停止，被壓縮成一個(gè)密實(shí)的星體，同時(shí)也壓縮了內(nèi)部的空間和時(shí)間。但在黑洞情況下，由于恒星核心的質(zhì)量大到使收縮過(guò)程無(wú)休止地進(jìn)行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來(lái)的是一個(gè)密度高到難以想象的物質(zhì)。由于高質(zhì)量而產(chǎn)生的力量，使得任何靠近它的物體都會(huì)被它吸進(jìn)去。黑洞開(kāi)始吞噬恒星的外殼，但黑洞并不能吞噬如此多的物質(zhì)，黑洞會(huì)釋放一部分物質(zhì)，射出兩道純能量——γ射線。

　　也可以簡(jiǎn)單理解：通常恒星的最初只含氫元素，恒星內(nèi)部的氫原子時(shí)刻相互碰撞，發(fā)生聚變。

　　黑洞由于恒星質(zhì)量很大，聚變產(chǎn)生的能量與恒星萬(wàn)有引力抗衡，以維持恒星結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。由于聚變，氫原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)最終發(fā)生改變，破裂并組成新的元素——氦元素，接著，氦原子也參與聚變，改變結(jié)構(gòu)，生成鋰元素。如此類(lèi)推，按照元素周期表的順序，會(huì)依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成，直至鐵元素生成，該恒星便會(huì)坍塌。這是由于鐵元素相當(dāng)穩(wěn)定，參與聚變時(shí)不釋放能量，而鐵元素存在于恒星內(nèi)部，導(dǎo)致恒星內(nèi)部不具有足夠的能量與質(zhì)量巨大的恒星的萬(wàn)有引力抗衡，從而引發(fā)恒星坍塌，最終形成黑洞。說(shuō)它“黑”，是指它就像宇宙中的無(wú)底洞，任何物質(zhì)一旦掉進(jìn)去，就再不能逃出。跟白矮星和中子星一樣，黑洞可能也是由質(zhì)量大于太陽(yáng)質(zhì)量好幾倍以上的恒星演化而來(lái)的。

　　黑洞當(dāng)一顆恒星衰老時(shí)，它的熱核反應(yīng)已經(jīng)耗盡了中心的燃料（氫），由中心產(chǎn)生的能量已經(jīng)不多了。這樣，它再也沒(méi)有足夠的力量來(lái)承擔(dān)起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開(kāi)始坍縮，物質(zhì)將不可阻擋地向著中心點(diǎn)進(jìn)軍，直到最后形成體積接近無(wú)限小、密度幾乎無(wú)限大的星體。而當(dāng)它的半徑一旦收縮到一定程度（一定小于史瓦西半徑），質(zhì)量導(dǎo)致的時(shí)空扭曲就使得即使光也無(wú)法向外射出——“黑洞”就誕生了。[4]

　　引力強(qiáng)大的黑洞。恒星的時(shí)空扭曲改變了光線的路徑，使之和原先沒(méi)有恒星情況下的路徑不一樣。光在恒星表面附近稍微向內(nèi)偏折，在日食時(shí)觀察遠(yuǎn)處恒星發(fā)出的光線，可以看到這種偏折現(xiàn)象。當(dāng)該恒星向內(nèi)坍塌時(shí)，其質(zhì)量導(dǎo)致的時(shí)空扭曲變得很強(qiáng)，光線向內(nèi)偏折得也更強(qiáng)，從而使得光線從恒星逃逸變得更為困難。對(duì)于在遠(yuǎn)處的觀察者而言，光線變得更黯淡更紅。最后，當(dāng)這恒星收縮到某一臨界半徑（史瓦西半徑）時(shí)，其質(zhì)量導(dǎo)致時(shí)空扭曲變得如此之強(qiáng)，使得光向內(nèi)偏折得也如此之強(qiáng)，以至于光線再也逃逸不出去 。這樣，如果光都逃逸不出來(lái)，其他東西更不可能逃逸，都會(huì)被拉回去。也就是說(shuō)，存在一個(gè)事件的集合或時(shí)空區(qū)域，光或任何東西都不可能從該區(qū)域逃逸而到達(dá)遠(yuǎn)處的觀察者，這樣的區(qū)域稱(chēng)作黑洞。將其邊界稱(chēng)作事件視界，它和剛好不能從黑洞逃逸的光線的軌跡相重合。

　　與別的天體相比，黑洞十分特殊。人們無(wú)法直接觀察到它，科學(xué)家也只能對(duì)它內(nèi)部結(jié)構(gòu)提出各種猜想。而使得黑洞把自己隱藏起來(lái)的的原因即是彎曲的時(shí)空。根據(jù)廣義相對(duì)論，時(shí)空會(huì)在引力場(chǎng)作用下彎曲。這時(shí)候，光雖然仍然沿任意兩點(diǎn)間的最短光程傳播，但相對(duì)而言它已彎曲。在經(jīng)過(guò)大密度的天體時(shí)，時(shí)空會(huì)彎曲，光也就偏離了原來(lái)的方向。

　　黑洞圖片(36張)在地球上，由于引力場(chǎng)作用很小，時(shí)空的扭曲是微乎其微的。而在黑洞周?chē)瑫r(shí)空的這種變形非常大。這樣，即使是被黑洞擋著的恒星發(fā)出的光，雖然有一部分會(huì)落入黑洞中消失，可另一部分光線會(huì)通過(guò)彎曲的空間中繞過(guò)黑洞而到達(dá)地球。觀察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一樣，這就是黑洞的隱身術(shù)。

　　更有趣的是，有些恒星不僅是朝著地球發(fā)出的光能直接到達(dá)地球，它朝其它方向發(fā)射的光也可能被附近的黑洞的強(qiáng)引力折射而能到達(dá)地球。這樣我們不僅能看見(jiàn)這顆恒星的“臉”，還同時(shí)看到它的“側(cè)面”、甚至“后背”，這是宇宙中的“引力透鏡”效應(yīng)。

　　這張紅外波段圖像拍攝的是我們所居住銀河系的中心部位，所有銀河系的恒星都圍繞銀心部位可能存在的一個(gè)超大質(zhì)量黑洞公轉(zhuǎn)。 據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)報(bào)道，一項(xiàng)新的研究顯示，宇宙中最大質(zhì)量的黑洞開(kāi)始快速成長(zhǎng)的時(shí)期可能比科學(xué)家原先的估計(jì)更早，并且仍在加速成長(zhǎng)。

　　一個(gè)來(lái)自以色列特拉維夫大學(xué)的天文學(xué)家小組發(fā)現(xiàn)，宇宙中最大質(zhì)量黑洞的首次快速成長(zhǎng)期出現(xiàn)在宇宙年齡約為12億年時(shí)，而非之前認(rèn)為的20~40億年。天文學(xué)家們估計(jì)宇宙的年齡約為137億年。

　　同時(shí)，這項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)宇宙中最古老、質(zhì)量最大的黑洞同樣具有非?？焖俚某砷L(zhǎng)。有關(guān)這一發(fā)現(xiàn)的詳細(xì)情況將發(fā)表在最新一期的《天體物理學(xué)報(bào)》。

　　如果黑洞足夠大，宇航員會(huì)開(kāi)始覺(jué)察到拉著他腳的重力比拉著他頭的重力更強(qiáng)大，這種吸引力拖著他無(wú)情地向下落，重力差會(huì)迅速加大而將他撕裂，最終他的遺體會(huì)被扯得粉碎而落入黑洞那無(wú)限致密核心。

　　普金斯基和他的兩個(gè)學(xué)生艾哈邁德·艾姆哈里、詹姆斯·薩利，加上該校的另一位弦理論學(xué)家唐納德·馬洛夫一起，對(duì)這一事件進(jìn)行了重新計(jì)算。根據(jù)他們的計(jì)算，卻呈現(xiàn)出完全不同的另一番場(chǎng)景：量子效應(yīng)會(huì)把事件視界變成沸騰的粒子大漩渦，任何東西掉進(jìn)去都會(huì)撞到一面火焰墻上而被瞬間烤焦。

編輯本段形成過(guò)程

　　跟白矮星和中子星一樣，黑洞也是由恒星演化而來(lái)的。

　　當(dāng)一顆恒星衰老時(shí)，它的熱核反應(yīng)已經(jīng)耗盡了中心的燃料（氫），由中心產(chǎn)生的能量已經(jīng)不多了。這樣，它再也沒(méi)有足夠的力量來(lái)承擔(dān)起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開(kāi)始坍縮，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。

　　質(zhì)量小一些的恒星主要演化成白矮星，質(zhì)量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算，中子星的總質(zhì)量不能大于三倍太陽(yáng)的質(zhì)量。如果超過(guò)了這個(gè)值，將再?zèng)]有什么力能與自身重力相抗衡了，從而引發(fā)另一次大坍縮。根據(jù)科學(xué)家的猜想物質(zhì)將不可阻擋地向著中心點(diǎn)進(jìn)軍，直至成為一個(gè)體積趨于零、密度趨向無(wú)限大的“點(diǎn)”。而當(dāng)它的半徑一旦收縮到一定程度（史瓦西半徑），正象我們上面介紹的那樣，巨大的引力就使得即使光也無(wú)法向外射出，從而切斷了恒星與外界的一切聯(lián)系——“黑洞”誕生了。

形成理論

　　任何兩個(gè)物體之間都存在這種吸引作用。物體之間的這種吸引作用普遍存在于宇宙萬(wàn)物之間，稱(chēng)為萬(wàn)有引力。宇宙星體所產(chǎn)生的引力場(chǎng)（和星體的質(zhì)量及密度有關(guān)）越大，從其表面逃逸所需的極限速度就越大。如果這個(gè)引力場(chǎng)大到某個(gè)極限，使以光速運(yùn)動(dòng)的物體也不能掙脫它的束縛而逃逸，那么人們將無(wú)法觀察到這個(gè)星體，僅能感受到它的引力效應(yīng)。巨大黑洞質(zhì)量可能是太陽(yáng)的幾十萬(wàn)、幾百萬(wàn)或幾千萬(wàn)倍 。由于他質(zhì)量無(wú)窮大，使得其他物體能脫離他的速度也需要很大。這個(gè)逃逸速度如果超過(guò)了光速，光也會(huì)被吸納。所以，光逃離不了。人們也就看不到黑洞。

編輯本段科學(xué)觀點(diǎn)

存在說(shuō)

　　1967年，劍橋的一位研究生約瑟琳·貝爾發(fā)現(xiàn)了天空發(fā)射出無(wú)線電波的規(guī)則脈沖的物體，這對(duì)黑洞的存在的預(yù)言帶來(lái)了進(jìn)一步的鼓舞。在黑洞這個(gè)概念剛被提出的時(shí)候，共有兩種光理論：一種是牛頓贊成的光的微粒說(shuō)；另一種是光的波動(dòng)說(shuō)。

　　1783年，劍橋的學(xué)監(jiān)約翰·米歇爾指出，一個(gè)質(zhì)量足夠大并足夠緊致的恒星會(huì)有如此強(qiáng)大的引力場(chǎng)，以致于連光線都不能逃逸——任何從恒星表面發(fā)出的光，還沒(méi)到達(dá)遠(yuǎn)處即會(huì)被恒星的引力吸引回來(lái)。米歇爾暗示，可能存在大量這樣的恒星，雖然會(huì)由于從它們那里發(fā)出的光不會(huì)到達(dá)我們這兒而使我們不能看到它們，但我們?nèi)匀豢梢愿械剿鼈兊囊Φ奈饔?。這正是我們現(xiàn)在稱(chēng)為黑洞的物體。它是名符其實(shí)的——在空間中的黑的空洞。幾年之后，法國(guó)科學(xué)家拉普拉斯侯爵顯然獨(dú)自提出和米歇爾類(lèi)似的觀念。

　　根據(jù)天文觀測(cè)的結(jié)果，黑洞負(fù)載循環(huán)與其宿主星系的恒星組成有關(guān)。這與把物質(zhì)擲入黑洞，開(kāi)啟黑洞的負(fù)載循環(huán)有著相同的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。這個(gè)過(guò)程可能會(huì)影響星系中恒星的種類(lèi)，在負(fù)載循環(huán)巔峰時(shí)爆發(fā)的黑洞，它所釋放出的能量，可以改變星系中恒星的組成成分。這些成分對(duì)于了解星系系統(tǒng)的特性是至關(guān)重要的。星系中的恒星可以是紅色、黃色或藍(lán)色的，藍(lán)色的恒星通常質(zhì)量最大，但壽命也最短，只需幾百萬(wàn)年，就會(huì)燃燒殆盡。這就表明，如果夜空中看到了藍(lán)色的恒星，那就可目睹氣年輕恒星系統(tǒng)的景象和它正在經(jīng)歷的生老病死。

　　隨著對(duì)周?chē)渌郎u星系的研究發(fā)現(xiàn)：那些釋放能量最多的黑洞，可以在數(shù)千光年的尺度上影響它的宿主星系。在物質(zhì)落入黑洞的過(guò)程中，會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的紫外線和X射線，驅(qū)使熱氣體向外運(yùn)動(dòng)，掃過(guò)星系中恒星的形成區(qū)域。

　　如果沒(méi)有星系和超大質(zhì)量黑洞之間的共同演化，以及它們自身的特殊性，導(dǎo)致人類(lèi)出現(xiàn)的整個(gè)事件鏈就會(huì)有所不同，甚至不復(fù)存在。

否定說(shuō)

　　在學(xué)術(shù)上不同觀點(diǎn)認(rèn)為宇宙中不存在黑洞，這需要進(jìn)一步的證明。黑洞不讓任何其邊界以?xún)?nèi)的任何事物被外界看見(jiàn)，這就是這種物體被稱(chēng)為“黑洞”的緣故。人們無(wú)法通過(guò)光的反射來(lái)觀察它，只能通過(guò)受其影響的周?chē)矬w來(lái)間接了解黑洞。雖然這么說(shuō)，但黑洞還是有它的邊界，既“事件視界”。據(jù)猜測(cè)，黑洞是死亡恒星的剩余物，是在特殊的大質(zhì)量超巨星坍塌收縮時(shí)產(chǎn)生的。另外，黑洞必須是一顆質(zhì)量大于錢(qián)德拉塞卡極限的恒星演化到末期而形成的，質(zhì)量小于錢(qián)德拉塞卡極限的恒星是無(wú)法形成黑洞的。

編輯本段人造黑洞

　　歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LargeHadronCollider，簡(jiǎn)稱(chēng)LHC）被稱(chēng)為世界規(guī)模最龐大的科學(xué)工程，它將利用高速粒子束相撞產(chǎn)生的巨大能量，重建“大爆炸”發(fā)生后的宇宙形態(tài)。然而歐洲和美國(guó)的反對(duì)人士分別向當(dāng)?shù)胤ㄔ禾岢銎鹪V，要求叫?；蛲七t這個(gè)項(xiàng)目，他們的理由是，LHC能產(chǎn)生危險(xiǎn)的粒子或者微型黑洞，從而毀滅整個(gè)地球。

　　2009年10月15 日，《科學(xué)》雜志宣布，世界上第一個(gè)“人造黑洞”在中國(guó)東南大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里誕生。不過(guò)，這個(gè)小型“黑洞”不僅不會(huì)毀滅世界，還能幫助人們更好地吸收太陽(yáng)能。

編輯本段毀滅過(guò)程

吸積與毀滅　　

　　黑洞通常是因?yàn)樗鼈兙蹟n周?chē)臍怏w產(chǎn)生輻射而被發(fā)現(xiàn)的，這一過(guò)程被稱(chēng)為吸積。

　　當(dāng)吸積氣體接近中央黑洞時(shí)，它們產(chǎn)生的輻射對(duì)黑洞的自轉(zhuǎn)以及視界的存在極為敏感。對(duì)吸積黑洞光度和光譜的分析為旋轉(zhuǎn)黑洞和視界的存在提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。數(shù)值模擬也顯示吸積黑洞經(jīng)常出現(xiàn)相對(duì)論噴流也部分是由黑洞的自轉(zhuǎn)所驅(qū)動(dòng)的。

　　當(dāng)中央天體是一個(gè)黑洞時(shí)，吸積就會(huì)展現(xiàn)出它最為壯觀的一面。然而黑洞并不是什么都吸收的，它也往外邊散發(fā)質(zhì)子。

爆炸毀滅萎縮直至毀滅

　　黑洞會(huì)發(fā)出耀眼的光芒，體積會(huì)縮小，甚至?xí)ā；艚鸾Y(jié)合了廣義相對(duì)論和量子理論。他發(fā)現(xiàn)黑洞周?chē)囊?chǎng)釋放出能量，同時(shí)消耗黑洞的能量和質(zhì)量（當(dāng)一個(gè)粒子從黑洞逃逸而沒(méi)有償還它借來(lái)的能量，黑洞就會(huì)從它的引力場(chǎng)中喪失同樣數(shù)量的能量，而愛(ài)因斯坦的公式E=mc 表明，能量的損失會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量的損失）。當(dāng)黑洞的質(zhì)量越來(lái)越小時(shí)，它的溫度會(huì)越來(lái)越高。這樣，當(dāng)黑洞損失質(zhì)量時(shí)，它的溫度和發(fā)射率增加，因而它的質(zhì)量損失得更快。這種“霍金輻射”對(duì)大多數(shù)黑洞來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)，而小黑洞則以極高的速度輻射能量，直到黑洞的爆炸。

沸騰直至毀滅

　　所有的黑洞都會(huì)蒸發(fā)，只不過(guò)大的黑洞沸騰得較慢，它們的輻射非常微弱，因此另人難以覺(jué)察。但是隨著黑洞逐漸變小，這個(gè)過(guò)程會(huì)加速，以至最終失控。黑洞萎縮時(shí)，引力并也會(huì)變陡，產(chǎn)生更多的逃逸粒子，從黑洞中掠奪的能量和質(zhì)量也就越多。黑洞萎縮的越來(lái)越快，促使蒸發(fā)的速度變得越來(lái)越快，周?chē)墓猸h(huán)變得更亮、更熱，當(dāng)溫度達(dá)到10^15℃時(shí)，黑洞就會(huì)在爆炸中毀滅。