黑洞(dong)就是中心的(de)一個密度無(wu)(wu)限大、時空曲率(lv)無(wu)(wu)限高(gao)、體積無(wu)(wu)限小，熱量(liang)無(wu)(wu)限大的(de)奇點和(he)周(zhou)圍一部分(fen)空空如也的(de)天區，這(zhe)(zhe)個天區范圍之內(nei)不(bu)可見。依(yi)據阿爾伯(bo)特(te)-愛(ai)因(yin)斯坦的(de)相對論，當一顆垂死恒星崩(beng)潰，它將聚集成(cheng)一點，這(zhe)(zhe)里將成(cheng)為黑洞(dong)，吞噬(shi)鄰近(jin)宇(yu)宙區域的(de)所(suo)有光(guang)線和(he)任何物質。
黑洞(dong)的(de)(de)產生過程類(lei)似于(yu)中子星(xing)的(de)(de)產生過程：某一個(ge)(ge)恒星(xing)在準(zhun)備滅亡，核(he)心在自身重力的(de)(de)作用下(xia)迅速地(di)收縮(suo)，塌(ta)陷，發生強力爆炸。當核(he)心中所有(you)的(de)(de)物質(zhi)都變成中子時收縮(suo)過程立即停(ting)止，被壓(ya)縮(suo)成一個(ge)(ge)密(mi)實的(de)(de)星(xing)體(ti)，同(tong)時也壓(ya)縮(suo)了內部(bu)的(de)(de)空間(jian)和時間(jian)。但在黑洞(dong)情況下(xia)，由(you)于(yu)恒星(xing)核(he)心的(de)(de)質(zhi)量(liang)大(da)到(dao)使收縮(suo)過程無(wu)休(xiu)止地(di)進行下(xia)去(qu)，連中子間(jian)的(de)(de)排斥力也無(wu)法阻擋。中子本(ben)身在擠壓(ya)引(yin)(yin)力自身的(de)(de)吸引(yin)(yin)下(xia)被碾為粉末，剩下(xia)來的(de)(de)是一個(ge)(ge)密(mi)度高(gao)到(dao)難以想象(xiang)的(de)(de)物質(zhi)。由(you)于(yu)高(gao)質(zhi)量(liang)而產生的(de)(de)引(yin)(yin)力，使得任何(he)靠(kao)近(jin)它的(de)(de)物體(ti)都會被它吸進去(qu)。?
也(ye)(ye)(ye)可以簡單理解(jie)為：通常恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)最初只含氫元(yuan)素(su)(su)，恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)內部的(de)(de)氫原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)核時(shi)刻相互碰撞，發生(sheng)聚變(bian)。由(you)于(yu)(yu)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)很大(da)(da)，聚變(bian)產(chan)生(sheng)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)與(yu)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)萬(wan)有(you)引(yin)(yin)(yin)力抗衡，以維持(chi)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)結構的(de)(de)穩定。由(you)于(yu)(yu)氫原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)核的(de)(de)聚變(bian)產(chan)生(sheng)新的(de)(de)元(yuan)素(su)(su)——氦元(yuan)素(su)(su)，接著，氦原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)也(ye)(ye)(ye)參與(yu)聚變(bian)，改變(bian)結構，生(sheng)成(cheng)(cheng)鋰元(yuan)素(su)(su)。如此(ci)類推，按照(zhao)元(yuan)素(su)(su)周(zhou)期表(biao)的(de)(de)順序，會依次有(you)鈹元(yuan)素(su)(su)、硼元(yuan)素(su)(su)、碳(tan)元(yuan)素(su)(su)、氮元(yuan)素(su)(su)等生(sheng)成(cheng)(cheng)，直至鐵元(yuan)素(su)(su)生(sheng)成(cheng)(cheng)，該(gai)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)便會坍塌(ta)。這是(shi)由(you)于(yu)(yu)鐵元(yuan)素(su)(su)相當穩定，參與(yu)聚變(bian)時(shi)釋放的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)小于(yu)(yu)所需(xu)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)，因而(er)聚變(bian)停止，而(er)鐵元(yuan)素(su)(su)存在于(yu)(yu)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)內部，導致恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)內部不具有(you)足(zu)夠的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)與(yu)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)巨大(da)(da)的(de)(de)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)萬(wan)有(you)引(yin)(yin)(yin)力抗衡，從而(er)引(yin)(yin)(yin)發恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)坍塌(ta)，最終形成(cheng)(cheng)黑洞。說它“黑”，是(shi)因為它產(chan)生(sheng)的(de)(de)引(yin)(yin)(yin)力使得(de)它周(zhou)圍的(de)(de)光都無法逃逸。跟中子(zi)(zi)星(xing)(xing)(xing)一(yi)樣，黑洞也(ye)(ye)(ye)是(shi)由(you)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)大(da)(da)于(yu)(yu)太陽質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)好(hao)幾十(shi)甚至幾百倍以上的(de)(de)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)演化而(er)來(lai)的(de)(de)。
當一(yi)顆(ke)恒星衰老時，它的(de)(de)熱核反(fan)應(ying)已(yi)經(jing)耗盡了中心(xin)的(de)(de)燃料，由中心(xin)產(chan)生的(de)(de)能量(liang)已(yi)經(jing)不多了。這樣(yang)，它再也沒有(you)足夠的(de)(de)力量(liang)來(lai)承(cheng)擔起外殼(ke)(ke)巨大的(de)(de)重量(liang)。所以(yi)在外殼(ke)(ke)的(de)(de)重壓之下，核心(xin)開始坍縮(suo)，物質將不可阻擋地(di)向著中心(xin)點(dian)進軍，直到(dao)(dao)最(zui)后形成(cheng)體(ti)積(ji)接近無(wu)限(xian)小(xiao)、密度(du)幾乎無(wu)限(xian)大的(de)(de)星體(ti)。而當它的(de)(de)半(ban)徑(jing)一(yi)旦收縮(suo)到(dao)(dao)一(yi)定程度(du)（一(yi)定小(xiao)于(yu)史(shi)瓦西(xi)半(ban)徑(jing)），質量(liang)導致的(de)(de)時空(kong)扭曲就使得即使光也無(wu)法(fa)向外射出——“黑洞”就誕生了。
黑洞通(tong)常是(shi)(shi)(shi)因為它(ta)們聚攏(long)周(zhou)(zhou)圍(wei)(wei)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)產(chan)生輻(fu)(fu)射而(er)被發現(xian)(xian)的(de)(de)(de)，這(zhe)一(yi)過(guo)程被稱(cheng)為吸(xi)(xi)積(ji)。高(gao)(gao)溫(wen)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)輻(fu)(fu)射熱能的(de)(de)(de)效(xiao)率會嚴重(zhong)影響吸(xi)(xi)積(ji)流的(de)(de)(de)幾何與(yu)動力(li)(li)學(xue)特性。已觀(guan)測到了輻(fu)(fu)射效(xiao)率較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)薄盤以及輻(fu)(fu)射效(xiao)率較低的(de)(de)(de)厚盤。當吸(xi)(xi)積(ji)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)接近中央(yang)黑洞時(shi)，它(ta)們產(chan)生的(de)(de)(de)輻(fu)(fu)射對(dui)黑洞的(de)(de)(de)自轉以是(shi)(shi)(shi)中央(yang)延展(zhan)(zhan)物(wu)(wu)質(zhi)系統的(de)(de)(de)流動。吸(xi)(xi)積(ji)是(shi)(shi)(shi)天(tian)體(ti)物(wu)(wu)理中最普遍的(de)(de)(de)過(guo)程之一(yi)，而(er)且也正是(shi)(shi)(shi)因為吸(xi)(xi)積(ji)才形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)了我們周(zhou)(zhou)圍(wei)(wei)許多常見的(de)(de)(de)結(jie)構。在宇宙(zhou)早(zao)期，當氣(qi)(qi)(qi)體(ti)朝由暗物(wu)(wu)質(zhi)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)引(yin)力(li)(li)勢阱中心流動時(shi)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)了星(xing)(xing)系。即使到了今(jin)天(tian)，恒(heng)星(xing)(xing)依然是(shi)(shi)(shi)由氣(qi)(qi)(qi)體(ti)云在其自身引(yin)力(li)(li)作用下坍(tan)縮碎裂，進(jin)而(er)通(tong)過(guo)吸(xi)(xi)積(ji)周(zhou)(zhou)圍(wei)(wei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)而(er)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)。行(xing)星(xing)(xing)（包括地(di)球）也是(shi)(shi)(shi)在新形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)(xing)周(zhou)(zhou)圍(wei)(wei)通(tong)過(guo)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)和(he)巖石的(de)(de)(de)聚集而(er)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)。當中央(yang)天(tian)體(ti)是(shi)(shi)(shi)一(yi)個黑洞時(shi)，吸(xi)(xi)積(ji)就(jiu)會展(zhan)(zhan)現(xian)(xian)出它(ta)最為壯觀(guan)的(de)(de)(de)一(yi)面。黑洞除了吸(xi)(xi)積(ji)物(wu)(wu)質(zhi)之外(wai)，還通(tong)過(guo)霍金蒸發過(guo)程向外(wai)輻(fu)(fu)射粒子。
由于(yu)黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)密度(du)(du)極(ji)(ji)大，根據公(gong)式我們可(ke)以知道密度(du)(du)=質(zhi)量(liang)(liang)/體(ti)積，為(wei)了(le)讓黑(hei)(hei)洞(dong)密度(du)(du)無限大，而(er)黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)不變(bian)，那(nei)就說明黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)體(ti)積要無限小，這樣才能(neng)(neng)成為(wei)黑(hei)(hei)洞(dong)。黑(hei)(hei)洞(dong)是(shi)由一些(xie)恒星“滅亡(wang)”后(hou)所(suo)形成的(de)(de)(de)死(si)星，它的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)極(ji)(ji)大，體(ti)積極(ji)(ji)小。但黑(hei)(hei)洞(dong)也有(you)滅亡(wang)的(de)(de)(de)那(nei)天，按照霍(huo)金的(de)(de)(de)理論，在量(liang)(liang)子物理中，有(you)一種名為(wei)“隧道效應(ying)”的(de)(de)(de)現象，即(ji)一個(ge)粒子的(de)(de)(de)場強分布雖然盡(jin)可(ke)能(neng)(neng)讓能(neng)(neng)量(liang)(liang)低的(de)(de)(de)地方(fang)較(jiao)強，但即(ji)使(shi)在能(neng)(neng)量(liang)(liang)相(xiang)當高的(de)(de)(de)地方(fang)，場強仍(reng)會(hui)有(you)分布，對于(yu)黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)邊界來說，這就是(shi)一堵能(neng)(neng)量(liang)(liang)相(xiang)當高的(de)(de)(de)勢壘，但是(shi)粒子仍(reng)有(you)可(ke)能(neng)(neng)出去。
霍金還證明，每個(ge)黑洞(dong)(dong)都(dou)有一定的(de)(de)(de)溫(wen)度，而且(qie)溫(wen)度的(de)(de)(de)高低(di)與黑洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)質(zhi)量成反比例。也(ye)就是說，大黑洞(dong)(dong)溫(wen)度低(di)，蒸(zheng)發(fa)(fa)也(ye)微弱；小(xiao)黑洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)溫(wen)度高蒸(zheng)發(fa)(fa)也(ye)強烈，類(lei)似劇烈的(de)(de)(de)爆發(fa)(fa)。相當于一個(ge)太陽(yang)質(zhi)量的(de)(de)(de)黑洞(dong)(dong)，大約(yue)要(yao)1x10^66年才能蒸(zheng)發(fa)(fa)殆(dai)盡；相當于一顆小(xiao)行星質(zhi)量的(de)(de)(de)黑洞(dong)(dong)會在1x10-21秒內(nei)蒸(zheng)發(fa)(fa)得干(gan)干(gan)凈凈。
黑(hei)洞會發出耀眼(yan)的光芒，體(ti)積會縮(suo)小(xiao)，甚至(zhi)會爆炸，會噴射物體(ti)，發出耀眼(yan)的光芒。當英(ying)國物理學家斯蒂芬·威廉·霍金于1974年(nian)做(zuo)此預言時，整個科學界為之(zhi)震動。
霍金的(de)(de)理論(lun)是受(shou)靈感支(zhi)配的(de)(de)思維的(de)(de)飛躍(yue)，他(ta)(ta)結合(he)了廣義相(xiang)對(dui)論(lun)和量子理論(lun)，他(ta)(ta)發(fa)現黑(hei)洞(dong)周圍的(de)(de)引力場釋(shi)放出(chu)能(neng)量，同時消耗黑(hei)洞(dong)的(de)(de)能(neng)量和質量。
假設一(yi)(yi)對(dui)(dui)粒(li)(li)(li)子(zi)會(hui)在(zai)(zai)任(ren)何時刻(ke)、任(ren)何地點被(bei)(bei)創生(sheng)(sheng)，被(bei)(bei)創生(sheng)(sheng)的(de)粒(li)(li)(li)子(zi)就(jiu)是(shi)正粒(li)(li)(li)子(zi)與反(fan)粒(li)(li)(li)子(zi)，而(er)如果這(zhe)一(yi)(yi)創生(sheng)(sheng)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)發生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)附近的(de)話就(jiu)會(hui)有兩種情(qing)況發生(sheng)(sheng)：兩粒(li)(li)(li)子(zi)湮(yin)滅(mie)、一(yi)(yi)個(ge)粒(li)(li)(li)子(zi)被(bei)(bei)吸入(ru)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)。“一(yi)(yi)個(ge)粒(li)(li)(li)子(zi)被(bei)(bei)吸入(ru)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)”這(zhe)一(yi)(yi)情(qing)況：在(zai)(zai)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)附近創生(sheng)(sheng)的(de)一(yi)(yi)對(dui)(dui)粒(li)(li)(li)子(zi)其(qi)中一(yi)(yi)個(ge)反(fan)粒(li)(li)(li)子(zi)會(hui)被(bei)(bei)吸入(ru)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)，而(er)正粒(li)(li)(li)子(zi)會(hui)逃(tao)逸(yi)，由(you)于能量不能憑空創生(sheng)(sheng)，我們設反(fan)粒(li)(li)(li)子(zi)攜(xie)(xie)帶負(fu)能量，正粒(li)(li)(li)子(zi)攜(xie)(xie)帶正能量，而(er)反(fan)粒(li)(li)(li)子(zi)的(de)所(suo)有運(yun)動過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)可以(yi)視為是(shi)一(yi)(yi)個(ge)正粒(li)(li)(li)子(zi)的(de)為之相(xiang)反(fan)的(de)運(yun)動過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)，如一(yi)(yi)個(ge)反(fan)粒(li)(li)(li)子(zi)被(bei)(bei)吸入(ru)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)可視為一(yi)(yi)個(ge)正粒(li)(li)(li)子(zi)從黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)逃(tao)逸(yi)。這(zhe)一(yi)(yi)情(qing)況就(jiu)是(shi)一(yi)(yi)個(ge)攜(xie)(xie)帶著(zhu)從黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)里來的(de)正能量的(de)粒(li)(li)(li)子(zi)逃(tao)逸(yi)了，即黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)總能量少(shao)了，而(er)愛(ai)因(yin)斯坦的(de)質能方程(cheng)(cheng)(cheng)E=mc2表明，能量的(de)損失會(hui)導致(zhi)質量的(de)損失。
當(dang)黑(hei)(hei)洞的(de)質(zhi)量越來(lai)越小時，它的(de)溫度(du)會越來(lai)越高(gao)。這樣，當(dang)黑(hei)(hei)洞損(sun)失質(zhi)量時，它的(de)溫度(du)和(he)發射(she)率增加(jia)，因(yin)而它的(de)質(zhi)量損(sun)失得更(geng)快(kuai)。這種“霍金輻(fu)(fu)射(she)”對大(da)多數黑(hei)(hei)洞來(lai)說可(ke)以忽略(lve)不計，因(yin)為大(da)黑(hei)(hei)洞輻(fu)(fu)射(she)的(de)比較慢，而小黑(hei)(hei)洞則以極高(gao)的(de)速(su)度(du)輻(fu)(fu)射(she)能量，直到黑(hei)(hei)洞的(de)爆炸。
據英(ying)國(guo)媒體(ti)報(bao)道，一項新的(de)理論指出黑(hei)洞(dong)的(de)死亡(wang)方(fang)式可(ke)能是以轉變(bian)為白洞(dong)的(de)方(fang)式進(jin)行(xing)的(de)。理論上來(lai)說(shuo)，白洞(dong)在行(xing)為上恰好是黑(hei)洞(dong)的(de)反面——黑(hei)洞(dong)不斷吞(tun)噬物質，而(er)白洞(dong)則不斷向外噴射物質。 這一發現最(zui)早是由英(ying)國(guo)某雜志網站(zhan)報(bao)道的(de)，其理論依(yi)據是晦澀的(de)量(liang)子(zi)引力理論。
恒(heng)(heng)星(xing)的時(shi)空(kong)扭(niu)曲改變了光(guang)線的路(lu)(lu)徑(jing)，使(shi)之(zhi)(zhi)和原先(xian)沒有恒(heng)(heng)星(xing)情(qing)況下(xia)的路(lu)(lu)徑(jing)不(bu)(bu)一樣。光(guang)在恒(heng)(heng)星(xing)表面附近稍微向內(nei)偏(pian)折(zhe)，在日食時(shi)觀(guan)察(cha)遠(yuan)處恒(heng)(heng)星(xing)發出(chu)的光(guang)線，可以(yi)看到(dao)這(zhe)種偏(pian)折(zhe)現(xian)象。當該(gai)恒(heng)(heng)星(xing)向內(nei)坍塌時(shi)，其質量導致(zhi)的時(shi)空(kong)扭(niu)曲變得(de)(de)很強(qiang)，光(guang)線向內(nei)偏(pian)折(zhe)得(de)(de)也(ye)(ye)更(geng)強(qiang)，從而(er)(er)使(shi)得(de)(de)光(guang)子從恒(heng)(heng)星(xing)逃(tao)逸(yi)(yi)變得(de)(de)更(geng)為(wei)困難。對于在遠(yuan)處的觀(guan)察(cha)者而(er)(er)言，光(guang)線變得(de)(de)更(geng)黯淡(dan)更(geng)紅。最后(hou)，當這(zhe)恒(heng)(heng)星(xing)收縮到(dao)某(mou)一臨界(jie)(jie)半徑(jing)（史瓦西半徑(jing)）時(shi)，其質量導致(zhi)時(shi)空(kong)扭(niu)曲變得(de)(de)如(ru)此之(zhi)(zhi)強(qiang)，使(shi)得(de)(de)光(guang)向內(nei)偏(pian)折(zhe)得(de)(de)也(ye)(ye)如(ru)此之(zhi)(zhi)強(qiang)，以(yi)至(zhi)于光(guang)也(ye)(ye)逃(tao)逸(yi)(yi)不(bu)(bu)出(chu)去(qu)(qu) 。這(zhe)樣，如(ru)果光(guang)都(dou)逃(tao)逸(yi)(yi)不(bu)(bu)出(chu)來，其他東(dong)(dong)西更(geng)不(bu)(bu)可能逃(tao)逸(yi)(yi)，都(dou)會被拉回(hui)去(qu)(qu)。也(ye)(ye)就是說，存在一個(ge)事件的集合或時(shi)空(kong)區域，光(guang)或任何東(dong)(dong)西都(dou)不(bu)(bu)可能從該(gai)區域逃(tao)逸(yi)(yi)而(er)(er)到(dao)達(da)遠(yuan)處的觀(guan)察(cha)者，這(zhe)樣的區域稱作黑(hei)洞。將其邊界(jie)(jie)稱作事件視界(jie)(jie)，它和剛好不(bu)(bu)能從黑(hei)洞逃(tao)逸(yi)(yi)的光(guang)線的軌跡相重合。
與別的(de)天體(ti)相(xiang)比，黑洞(dong)十分特殊(shu)。人(ren)們無法直接觀(guan)察(cha)到它(ta)，科學家也只能對它(ta)內部結(jie)構提出各(ge)種猜(cai)想(xiang)。而使(shi)得黑洞(dong)把自己(ji)隱藏起來(lai)的(de)的(de)原因即是彎(wan)曲的(de)時(shi)空。根據廣義(yi)相(xiang)對論(lun)，時(shi)空會在(zai)引力(li)場作用下彎(wan)曲。這時(shi)候，光雖(sui)然仍然沿任意兩點間的(de)最短光程傳播，但相(xiang)對而言它(ta)已彎(wan)曲。在(zai)經過大密度的(de)天體(ti)時(shi)，時(shi)空會彎(wan)曲，光也就偏離了(le)原來(lai)的(de)方向(xiang)。
在(zai)地球(qiu)上(shang)，由于引力場(chang)作用很小，時空的(de)(de)(de)扭曲(qu)是(shi)微乎其微的(de)(de)(de)。而(er)在(zai)黑(hei)洞(dong)周圍，時空的(de)(de)(de)這種變形(xing)非常大。這樣，即(ji)使是(shi)被黑(hei)洞(dong)擋著的(de)(de)(de)恒(heng)星發出的(de)(de)(de)光，雖然(ran)有一部(bu)(bu)分(fen)會(hui)落(luo)入(ru)黑(hei)洞(dong)中消失(shi)，可(ke)另(ling)一部(bu)(bu)分(fen)光線會(hui)通過彎曲(qu)的(de)(de)(de)空間中繞過黑(hei)洞(dong)而(er)到達地球(qiu)。觀察到黑(hei)洞(dong)背面的(de)(de)(de)星空，就像黑(hei)洞(dong)不(bu)存在(zai)一樣，這就是(shi)黑(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)隱(yin)身(shen)術。
更有趣的(de)是(shi)(shi)，有些恒星不僅(jin)(jin)是(shi)(shi)朝著地(di)球發出的(de)光(guang)能(neng)直接到(dao)(dao)達地(di)球，它朝其它方向發射的(de)光(guang)也可能(neng)被(bei)附(fu)近(jin)的(de)黑洞的(de)強(qiang)引(yin)力(li)折射而能(neng)到(dao)(dao)達地(di)球。這(zhe)樣我們不僅(jin)(jin)能(neng)看見這(zhe)顆恒星的(de)“臉”，還同時看到(dao)(dao)它的(de)“側(ce)面”、甚至“后背”，這(zhe)是(shi)(shi)宇(yu)宙中(zhong)的(de)“引(yin)力(li)透鏡”效應。
這張紅外(wai)波段圖像(xiang)拍攝的(de)是我(wo)們所(suo)居住銀河系的(de)中(zhong)(zhong)心部位(wei)，所(suo)有銀河系的(de)恒星都圍繞銀心部位(wei)可能存在的(de)一(yi)個超大質(zhi)量黑洞(dong)公轉(zhuan)。 據美國(guo)太空網報道，一(yi)項新的(de)研究顯(xian)示，宇宙(zhou)中(zhong)(zhong)最大質(zhi)量的(de)黑洞(dong)開始快速(su)成長的(de)時期可能比科學家原先的(de)估計更早，并且仍在加速(su)成長。
一(yi)個來自以色列(lie)特(te)拉(la)維夫大(da)學(xue)的天文(wen)學(xue)家小(xiao)組發現(xian)，宇(yu)宙(zhou)中最大(da)質量黑(hei)洞的首次快速成長期出現(xian)在宇(yu)宙(zhou)年(nian)齡約為12億(yi)年(nian)時，而非之前認(ren)為的20~40億(yi)年(nian)。天文(wen)學(xue)家們(men)估計(ji)宇(yu)宙(zhou)的年(nian)齡約為138.2億(yi)年(nian)。
同(tong)時，這項(xiang)研究(jiu)還發(fa)現宇(yu)宙中最古老(lao)、質量(liang)最大的黑(hei)洞同(tong)樣(yang)具有(you)(you)非常快速的成長。有(you)(you)關這一發(fa)現的詳細(xi)情(qing)況(kuang)發(fa)表在《天體物理學報》雜(za)志上。
如果黑洞(dong)足夠大(da)，宇航員會(hui)開始覺察到拉著他(ta)(ta)腳的(de)(de)重(zhong)力(li)比拉著他(ta)(ta)頭的(de)(de)重(zhong)力(li)更強大(da)，這種吸引力(li)拖(tuo)著他(ta)(ta)無情地向下(xia)落，重(zhong)力(li)差會(hui)迅速加大(da)而將他(ta)(ta)撕裂（拉伸線），最終他(ta)(ta)的(de)(de)遺體會(hui)被分解而落入黑洞(dong)那無限(xian)致密核(he)心。
普金斯基和他(ta)的(de)兩個(ge)學生艾(ai)哈(ha)邁德·艾(ai)姆哈(ha)里、詹姆斯·薩利(li)，加上該校(xiao)的(de)另一(yi)位弦理論學家唐納(na)德·馬洛夫一(yi)起，對這一(yi)事(shi)(shi)件(jian)進行了(le)重新計算(suan)。根據他(ta)們的(de)計算(suan)，卻呈現出(chu)完全不同(tong)的(de)另一(yi)番場(chang)景：量子(zi)效應(ying)會(hui)把事(shi)(shi)件(jian)視界變成沸騰的(de)粒子(zi)大(da)漩渦(wo)，任(ren)何(he)東西掉進去(qu)都會(hui)撞到一(yi)面火焰墻上而被瞬(shun)間(jian)烤焦(jiao)。
美國宇航局有關一(yi)(yi)(yi)個(ge)超大質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)黑洞(dong)(dong)(dong)及其周圍物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)盤，炙熱的(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)團（一(yi)(yi)(yi)個(ge)呈粉紅色，一(yi)(yi)(yi)個(ge)呈黃色）每一(yi)(yi)(yi)個(ge)的(de)(de)體(ti)積(ji)都與(yu)太陽相當，環繞距離黑洞(dong)(dong)(dong)較近(jin)的(de)(de)軌道運行(xing)。科(ke)學家認為所有大型星(xing)系中心(xin)都存在(zai)(zai)超大質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)黑洞(dong)(dong)(dong)。黑洞(dong)(dong)(dong)一(yi)(yi)(yi)直(zhi)在(zai)(zai)吞噬被稱(cheng)之為“活躍(yue)星(xing)系核”的(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)。由于(yu)被明亮并且溫(wen)度(du)極(ji)高(gao)的(de)(de)下落(luo)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)盤環繞，黑洞(dong)(dong)(dong)的(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)很(hen)難(nan)確定。根據刊(kan)登(deng)在(zai)(zai)《自然(ran)》雜志(zhi)上的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)篇研究論文，基(ji)于(yu)對繞黑洞(dong)(dong)(dong)運行(xing)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)旋轉速度(du)的(de)(de)計算(suan)結(jie)果，37個(ge)已知星(xing)系中心(xin)黑洞(dong)(dong)(dong)的(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)實際上低(di)于(yu)此(ci)前的(de)(de)預計。
一位美國理論(lun)物理學家(jia)經過數學計(ji)算(suan)得出結論(lun)——黑(hei)洞根本就不存在。相(xiang)關(guan)論(lun)文分別發表在著名(ming)的預印本網站(zhan)ArXiv和(he)《物理快報B》雜志上。
“得出這個結(jie)論(lun)(lun)后，即便我本人都感(gan)到十分震(zhen)撼(han)。”提出這一理(li)論(lun)(lun)的美國北卡羅來納大(da)學教堂山分校理(li)論(lun)(lun)物理(li)學教授勞拉·梅爾西尼—霍頓這樣描述自己(ji)的感(gan)受。她說：“科學家們研究這個問題(ti)已經超過了(le)50年，而這個解決方案(an)給了(le)我們許多(duo)新的思考(kao)。”
1974年(nian)，霍(huo)金(jin)通(tong)過量子(zi)力學(xue)的方(fang)法得出(chu)結論：黑(hei)洞不僅(jin)能夠吸收黑(hei)洞外(wai)的物(wu)質(zhi)，同樣也能以熱(re)輻射(she)的方(fang)式向外(wai)“吐出(chu)”物(wu)質(zhi)。而這種量子(zi)力學(xue)現象，就(jiu)被稱為霍(huo)金(jin)輻射(she)。
物(wu)理(li)學(xue)家組織(zhi)網2014年(nian)9月25日（北(bei)京(jing)時(shi)間(jian)）報道稱(cheng)，新(xin)研究(jiu)中梅(mei)爾西尼—霍(huo)(huo)頓描述(shu)了(le)一(yi)種全新(xin)的(de)方案。她和霍(huo)(huo)金(jin)都(dou)同意，當恒(heng)星(xing)(xing)因自身的(de)引力發(fa)生坍塌時(shi)會(hui)產生霍(huo)(huo)金(jin)輻(fu)射(she)。但梅(mei)爾西尼—霍(huo)(huo)頓認(ren)為，發(fa)出(chu)這(zhe)種輻(fu)射(she)后，恒(heng)星(xing)(xing)的(de)質(zhi)量(liang)也會(hui)不(bu)斷地發(fa)生損失。正因為如(ru)此(ci)，當這(zhe)些恒(heng)星(xing)(xing)坍縮時(shi)就(jiu)(jiu)不(bu)可能達到形成黑(hei)(hei)洞(dong)所必須的(de)質(zhi)量(liang)密(mi)度。她認(ren)為，垂(chui)死的(de)恒(heng)星(xing)(xing)在發(fa)生最后一(yi)次膨脹后，就(jiu)(jiu)會(hui)爆(bao)炸，然后消亡，奇點(dian)永遠不(bu)會(hui)形成，黑(hei)(hei)洞(dong)視界(jie)也不(bu)會(hui)出(chu)現。根(gen)本(ben)就(jiu)(jiu)不(bu)會(hui)存在像黑(hei)(hei)洞(dong)這(zhe)樣(yang)的(de)東西。
其(qi)實早(zao)在(zai)今(jin)年年初，霍(huo)金就曾(ceng)通過(guo)論(lun)(lun)文指出在(zai)經典理論(lun)(lun)中(zhong)黑(hei)洞(dong)是不存(cun)在(zai)的(de)(de)，他承認自己(ji)最初有關視界的(de)(de)認識是有缺陷的(de)(de)，并(bing)提出了新的(de)(de)“灰洞(dong)”理論(lun)(lun)。該理論(lun)(lun)認為，物質和(he)能(neng)量在(zai)被(bei)黑(hei)洞(dong)困住一(yi)段時間(jian)以(yi)后(hou)，又會(hui)被(bei)重新釋放到宇宙中(zhong)。
黑(hei)(hei)洞(dong)這(zhe)一定義在經(jing)過漫長(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian)推(tui)測后，已經(jing)慢慢被人(ren)們所接受。然而霍金(jin)(jin)今(jin)年(nian)年(nian)初發文否認黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)存在，取而代之提出(chu)了(le)“灰洞(dong)”理論，這(zhe)在物理學界掀起了(le)不(bu)(bu)小的(de)(de)(de)(de)(de)波瀾。如今(jin)，梅爾(er)西尼(ni)—霍頓直截了(le)當地稱“根本就(jiu)不(bu)(bu)會存在像黑(hei)(hei)洞(dong)這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)東西”，這(zhe)無疑(yi)成(cheng)為又(you)一枚重磅(bang)炸(zha)彈——盡(jin)管梅爾(er)西尼(ni)—霍頓遠(yuan)不(bu)(bu)及霍金(jin)(jin)出(chu)名。當然，想以一己(ji)之力推(tui)翻既有的(de)(de)(de)(de)(de)理論并不(bu)(bu)那么容易，需要更多有說服(fu)力的(de)(de)(de)(de)(de)證(zheng)據(ju)加(jia)以佐證(zheng)。?
根(gen)據(ju)黑洞本身(shen)的(de)物理(li)特性質量(liang)，角(jiao)動(dong)量(liang)，電(dian)荷劃分，可以將黑洞分為五類。
不(bu)旋轉不(bu)帶電荷(he)的(de)黑洞(dong)：它(ta)的(de)時空結構于1916年由(you)史(shi)瓦(wa)西(xi)求出(chu)，稱史(shi)瓦(wa)西(xi)黑洞(dong)。
不旋(xuan)轉帶電黑洞：稱(cheng)R-N黑洞。時(shi)空結(jie)構于(yu)1916至1918年(nian)由賴斯納（Reissner）和納自敦（Nordstrom）求出。
旋轉不(bu)帶電黑洞：稱克爾黑洞。時(shi)空(kong)結構由(you)克爾于(yu)1963年求出。
一般(ban)黑洞：稱克爾-紐曼黑洞。時空結(jie)構于1965年由紐曼求出。
雙星黑洞(dong)(dong)：與其他(ta)黑洞(dong)(dong)彼此之間相互(hu)繞(rao)轉(zhuan)的黑洞(dong)(dong)。
轉動且帶電荷的黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)，叫做克爾--紐曼黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)。這種結構(gou)的(de)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)視(shi)界(jie)(jie)(jie)和無(wu)(wu)(wu)限紅移(yi)(yi)面(mian)會(hui)分開，而且視(shi)界(jie)(jie)(jie)會(hui)分為兩個（外(wai)視(shi)界(jie)(jie)(jie)r+和內視(shi)界(jie)(jie)(jie)r-），無(wu)(wu)(wu)限紅移(yi)(yi)面(mian)也會(hui)分裂為兩個（rs+和rs-） 。外(wai)視(shi)界(jie)(jie)(jie)和無(wu)(wu)(wu)限紅移(yi)(yi)面(mian)之(zhi)間(jian)的(de)區域叫做能(neng)層，有能(neng)量儲存(cun)在那里。越(yue)過外(wai)無(wu)(wu)(wu)限紅移(yi)(yi)面(mian)的(de)物體仍(reng)有可能(neng)逃離黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)，這是(shi)因為能(neng)層還不是(shi)單向膜區。
（其中，M、J、Q分(fen)別代(dai)表(biao)黑(hei)洞的總(zong)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)、總(zong)角動(dong)量(liang)(liang)和總(zong)電荷。a=J/Mc為單位質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)角動(dong)量(liang)(liang)）
單(dan)(dan)向膜(mo)區內(nei)，r為時間(jian)，s是(shi)(shi)(shi)空(kong)(kong)間(jian)。穿過(guo)外視(shi)(shi)界進入單(dan)(dan)向膜(mo)區得(de)物體，將只能(neng)向前，穿過(guo)內(nei)視(shi)(shi)界進入黑洞內(nei)部(bu)。內(nei)視(shi)(shi)界以(yi)里(li)(li)的(de)(de)區域不是(shi)(shi)(shi)單(dan)(dan)向膜(mo)區，那里(li)(li)有一個“奇環(huan)”，也(ye)就是(shi)(shi)(shi)時間(jian)終止的(de)(de)地(di)方。物體可以(yi)在(zai)內(nei)視(shi)(shi)界內(nei)自(zi)由運(yun)動，由于奇環(huan)產生(sheng)斥力，物體不會撞上奇環(huan)，不過(guo)，奇環(huan)附近有一個極為有趣的(de)(de)時空(kong)(kong)區，在(zai)那里(li)(li)存在(zai)“閉合(he)類時線(xian)”，沿這種(zhong)時空(kong)(kong)曲線(xian)運(yun)動的(de)(de)物體可以(yi)不斷地(di)回(hui)到(dao)自(zi)己(ji)的(de)(de)過(guo)去。
巨型黑洞
宇宙中大部分星系，包括我們居住的銀河系的中(zhong)心都隱(yin)藏著一個超大(da)質量黑(hei)洞。這(zhe)(zhe)些(xie)黑(hei)洞質量大(da)小不一，大(da)約99萬～400億個太陽質量。天文學家(jia)們通過探測(ce)黑(hei)洞周(zhou)圍(wei)吸積(ji)(ji)盤(pan)發(fa)(fa)出(chu)的強烈輻(fu)射(she)和(he)熱量推(tui)斷這(zhe)(zhe)些(xie)黑(hei)洞的存在(zai)(zai)(zai)。物(wu)(wu)質在(zai)(zai)(zai)受(shou)到強烈黑(hei)洞引力(li)下落時，會在(zai)(zai)(zai)其周(zhou)圍(wei)形成(cheng)吸積(ji)(ji)盤(pan)盤(pan)旋下降，在(zai)(zai)(zai)這(zhe)(zhe)一過程中(zhong)勢能(neng)迅(xun)速釋放，將物(wu)(wu)質加熱到極高(gao)的溫度，從而發(fa)(fa)出(chu)強烈輻(fu)射(she)。黑(hei)洞通過吸積(ji)(ji)方式吞(tun)噬周(zhou)圍(wei)物(wu)(wu)質，這(zhe)(zhe)可(ke)能(neng)就是它的成(cheng)長方式。
這項最(zui)新(xin)的研(yan)究采用了全世界最(zui)先進的地基(ji)觀測設施，包(bao)括位(wei)于美(mei)國(guo)夏威夷莫納克亞(ya)山頂，海拔4000多米(mi)處(chu)的北雙(shuang)子座望(wang)遠鏡(jing)，位(wei)于智利(li)帕拉那山的南雙(shuang)子座望(wang)遠鏡(jing)，以及位(wei)于美(mei)國(guo)新(xin)墨西哥州圣(sheng)阿(a)古斯丁平原上的甚大(da)陣射電望(wang)遠鏡(jing)。
觀測結果顯示，出(chu)現(xian)在宇宙年齡僅(jin)為12億年時的(de)活躍黑洞(dong)，其(qi)質(zhi)量(liang)要比稍后(hou)出(chu)現(xian)的(de)大(da)部分(fen)大(da)質(zhi)量(liang)黑洞(dong)質(zhi)量(liang)小9/10。但是(shi)它們的(de)成長速(su)(su)度(du)非常(chang)快(kuai)，因而(er)它們的(de)質(zhi)量(liang)要比后(hou)者(zhe)大(da)得多。通過對這種成長速(su)(su)度(du)的(de)測算，研究人員(yuan)可以估算出(chu)這些黑洞(dong)天(tian)體之(zhi)前和之(zhi)后(hou)的(de)發展路徑。
該研究小組發現，那(nei)些(xie)最(zui)古老的(de)(de)黑洞(dong)，即(ji)那(nei)些(xie)在宇宙(zhou)年(nian)齡僅為(wei)數億年(nian)時(shi)便開始進入全面(mian)成長期的(de)(de)黑洞(dong)，它(ta)們的(de)(de)質量僅為(wei)太(tai)陽的(de)(de)99到(dao)2000倍。研究人員認為(wei)這(zhe)些(xie)黑洞(dong)的(de)(de)形成和演化可(ke)能和宇宙(zhou)中最(zui)早的(de)(de)恒星(xing)有(you)關。
天(tian)(tian)文(wen)學(xue)家們(men)還注(zhu)意到(dao)，在最初的12億(yi)年后(hou)，這些被觀(guan)測的黑(hei)洞天(tian)(tian)體的成長期僅僅持續了2億(yi)到(dao)4億(yi)年。
這(zhe)項(xiang)研究是(shi)一個已持(chi)續9年的(de)(de)(de)研究計劃(hua)的(de)(de)(de)成果。特拉維夫(fu)大(da)學主持(chi)的(de)(de)(de)這(zhe)項(xiang)研究旨(zhi)在追蹤(zong)研究宇宙中最大(da)質量(liang)黑洞的(de)(de)(de)演化(hua)，并觀(guan)察它們對宿主星系產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)影響。
發現“超大”黑洞
2015年(nian)3月1日，北京大(da)(da)學吳學兵教(jiao)授等(deng)人在一個發(fa)光(guang)類星體里(li)發(fa)現(xian)了一片質(zhi)量為太陽120億(yi)倍的(de)(de)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)，并且該星體早(zao)在宇宙形(xing)成的(de)(de)早(zao)期就(jiu)已經存(cun)在。科學家稱(cheng)，如(ru)此巨大(da)(da)的(de)(de)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)形(xing)成無法用現(xian)有黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)理論(lun)解釋。
該(gai)發現對2014年(nian)之前(qian)的(de)宇宙(zhou)形成理(li)論(lun)帶出(chu)了(le)挑戰。至2015年(nian)的(de)宇宙(zhou)理(li)論(lun)認為，黑(hei)洞(dong)及其宿主(zhu)星(xing)系的(de)發展形態基本上是亙古不(bu)變(bian)的(de)。
德國麥克斯(si)(si)普蘭喀天文(wen)機構的研(yan)究員布拉姆·維(wei)尼曼斯(si)(si)（BramVenemans）說道，最(zui)新發(fa)現的黑洞(dong)體(ti)量相(xiang)當于(yu)太陽的400億倍，科學家(jia)編號為S5 0014+81，比(bi)先前發(fa)現的同時期黑洞(dong)的總和(he)還大出一倍。而在銀河系的中央潛伏的黑洞(dong)比(bi)太陽大20倍-500萬倍。
1970年，美國的(de)“自由”號人(ren)造衛星發現(xian)了與其他(ta)射線(xian)源不(bu)同的(de)天鵝座X-1，位于天鵝座X-1上的(de)是(shi)(shi)一個比太(tai)陽重30多倍的(de)巨大藍色星球(qiu)，該星球(qiu)被一個重約(yue)10個太(tai)陽的(de)看(kan)不(bu)見的(de)物體(ti)牽引(yin)著。天文學家一致認為這個物體(ti)就是(shi)(shi)黑洞，它就是(shi)(shi)人(ren)類發現(xian)的(de)第一個黑洞。
1928年，薩拉(la)(la)瑪尼(ni)安·錢(qian)德拉(la)(la)塞卡(ka)（天體物理(li)(li)學家(jia)(jia)）到(dao)英國劍橋(qiao)跟英國天文學家(jia)(jia)阿瑟·愛丁頓爵士(shi)（一位(wei)宣(xuan)講相(xiang)(xiang)對(dui)論的(de)物理(li)(li)家(jia)(jia)）學習(xi)。錢(qian)德拉(la)(la)塞卡(ka)意(yi)(yi)識到(dao)，泡利不(bu)相(xiang)(xiang)容(rong)原理(li)(li)所能提供的(de)排斥力(li)(li)有一個極限(xian)。恒星中的(de)粒子的(de)最大(da)速度差被相(xiang)(xiang)對(dui)論限(xian)制為光速。這意(yi)(yi)味著，恒星變得(de)足夠(gou)緊致之時，由不(bu)相(xiang)(xiang)容(rong)原理(li)(li)引起的(de)排斥力(li)(li)就(jiu)會比引力(li)(li)的(de)作(zuo)用(yong)小。錢(qian)德拉(la)(la)塞卡(ka)計(ji)算(suan)出(chu)；一個大(da)約為太陽質(zhi)量(liang)一倍半的(de)冷的(de)恒星不(bu)能支(zhi)持自身以(yi)抵抗自己的(de)引力(li)(li)。（這質(zhi)量(liang)稱為錢(qian)德拉(la)(la)塞卡(ka)極限(xian)）前蘇(su)聯(lian)科學家(jia)(jia)列夫·達維(wei)多維(wei)奇·蘭道幾乎(hu)在同時也發現了類似的(de)結論。
如果(guo)一(yi)顆(ke)恒星的(de)質量比(bi)錢德拉塞(sai)卡(ka)極限小，它最后(hou)會(hui)停止收縮(suo)并終于變成一(yi)顆(ke)半徑(jing)為幾千(qian)英里(li)和密度(du)為每立方英寸幾百噸的(de)“白矮星”。白矮星是它物質中電子之間(jian)的(de)不(bu)相容原理排斥力(li)所支持的(de)。第一(yi)顆(ke)被觀察到(dao)的(de)是繞著夜空中最亮的(de)恒星——天狼星轉(zhuan)動的(de)那一(yi)顆(ke)。
蘭(lan)道指出(chu)，對(dui)于(yu)恒星(xing)還存在(zai)另(ling)一可能(neng)的(de)終態。其(qi)極限質(zhi)量大(da)約也為太陽(yang)質(zhi)量的(de)一倍(bei)或二倍(bei)，但是(shi)其(qi)體(ti)積甚(shen)至比白(bai)矮星(xing)還小得(de)多。這些恒星(xing)是(shi)由中子(zi)和質(zhi)子(zi)之間，而不是(shi)電子(zi)之間的(de)不相(xiang)容原理排斥(chi)力所支持。所以它們被(bei)叫做中子(zi)星(xing)。它們的(de)半徑只有(you)10英里左(zuo)右，密度(du)為每立(li)方(fang)英寸幾億噸。在(zai)中子(zi)星(xing)被(bei)第一次預言時，并(bing)沒有(you)任何方(fang)法(fa)去觀察(cha)它，很久(jiu)以后它們才(cai)被(bei)觀察(cha)到。
另一(yi)方(fang)面，質(zhi)(zhi)量(liang)比錢德拉(la)塞(sai)卡(ka)極(ji)限還大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)在(zai)耗盡其燃料時，會(hui)(hui)出(chu)現一(yi)個(ge)很大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題：在(zai)某種(zhong)情形下(xia)，它們(men)會(hui)(hui)爆炸或拋(pao)(pao)出(chu)足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)，使自(zi)己的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)減少到極(ji)限之(zhi)下(xia)，以(yi)避(bi)免災難性的(de)(de)(de)(de)(de)引力坍縮，不管恒(heng)星(xing)有(you)多大(da)，這總會(hui)(hui)發生。愛丁(ding)(ding)頓拒絕相信錢德拉(la)塞(sai)卡(ka)的(de)(de)(de)(de)(de)結果。愛丁(ding)(ding)頓認為，一(yi)顆恒(heng)星(xing)不可能坍縮成一(yi)點。這是大(da)多數科學家的(de)(de)(de)(de)(de)觀點：愛因(yin)斯(si)坦自(zi)己寫了一(yi)篇論文(wen)，宣布恒(heng)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)體積不會(hui)(hui)收(shou)縮為零。其他(ta)科學家，尤其是他(ta)以(yi)前的(de)(de)(de)(de)(de)老師(shi)、恒(heng)星(xing)結構的(de)(de)(de)(de)(de)主要權威——愛丁(ding)(ding)頓的(de)(de)(de)(de)(de)敵意使錢德拉(la)塞(sai)卡(ka)拋(pao)(pao)棄了這方(fang)面的(de)(de)(de)(de)(de)工作，轉去研究諸如恒(heng)星(xing)團運動(dong)等(deng)其他(ta)天文(wen)學問(wen)題。然而，他(ta)獲得(de)1983年諾貝爾獎(jiang)，至少部分(fen)原(yuan)因(yin)在(zai)于他(ta)早年所(suo)做的(de)(de)(de)(de)(de)關于冷恒(heng)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)極(ji)限的(de)(de)(de)(de)(de)工作。
錢德拉塞卡指出，泡(pao)利(li)不(bu)相容原(yuan)(yuan)理不(bu)能(neng)夠阻止質(zhi)量大于(yu)錢德拉塞卡極限的(de)(de)(de)(de)恒星(xing)發(fa)生坍(tan)縮(suo)。但是，根據廣(guang)義相對論，這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)恒星(xing)會(hui)發(fa)生什(shen)么情(qing)況呢。這(zhe)個問題被一位年輕的(de)(de)(de)(de)美國人羅伯特·奧本(ben)海(hai)默于(yu)1939年首次(ci)解決(jue)。然而，他所獲得的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)果表(biao)明，用當(dang)時的(de)(de)(de)(de)望遠(yuan)鏡去(qu)觀察不(bu)會(hui)再有任何結(jie)(jie)果。以后，因第二(er)次(ci)世界大戰(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)(de)干擾，奧本(ben)海(hai)默卷入到原(yuan)(yuan)子(zi)彈(dan)計劃中去(qu)。戰(zhan)(zhan)后，由(you)于(yu)大部(bu)分(fen)(fen)科學家被吸引到原(yuan)(yuan)子(zi)和原(yuan)(yuan)子(zi)核尺度的(de)(de)(de)(de)物(wu)理中去(qu)，因而引力坍(tan)縮(suo)的(de)(de)(de)(de)問題被大部(bu)分(fen)(fen)人忘記了(le)。
1967年，劍橋的(de)(de)(de)(de)一(yi)位研究生約瑟琳(lin)·貝爾發(fa)現(xian)了天空發(fa)射出無線電波的(de)(de)(de)(de)規則脈沖(chong)的(de)(de)(de)(de)物(wu)體，這(zhe)對黑洞(dong)的(de)(de)(de)(de)存在的(de)(de)(de)(de)預(yu)言(yan)帶來了進一(yi)步的(de)(de)(de)(de)鼓舞(wu)。起初貝爾和(he)她(ta)的(de)(de)(de)(de)導師安(an)東尼(ni)·赫維許以(yi)為(wei)，他(ta)們(men)可能和(he)我們(men)星(xing)(xing)系中(zhong)的(de)(de)(de)(de)外星(xing)(xing)文明(ming)進行了接觸。在宣布他(ta)們(men)發(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)討論會上，他(ta)們(men)將(jiang)這(zhe)四(si)個最(zui)早發(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)源(yuan)稱為(wei)LGM1－4，LGM表示“小綠人(ren)(ren)”（“Little Green Man”）的(de)(de)(de)(de)意思。最(zui)終他(ta)們(men)和(he)所有(you)(you)其他(ta)人(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)結論是(shi)(shi)(shi)這(zhe)些被(bei)稱為(wei)脈沖(chong)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)物(wu)體，事實上是(shi)(shi)(shi)旋轉的(de)(de)(de)(de)中(zhong)子星(xing)(xing)，這(zhe)些中(zhong)子星(xing)(xing)由(you)于(yu)在黑洞(dong)這(zhe)個概念(nian)剛被(bei)提出的(de)(de)(de)(de)時候，共有(you)(you)兩種(zhong)(zhong)光(guang)理論：一(yi)種(zhong)(zhong)是(shi)(shi)(shi)牛頓(dun)贊(zan)成的(de)(de)(de)(de)光(guang)的(de)(de)(de)(de)微粒說；另一(yi)種(zhong)(zhong)是(shi)(shi)(shi)光(guang)的(de)(de)(de)(de)波動(dong)說。由(you)于(yu)量子力(li)學的(de)(de)(de)(de)波粒二象性，光(guang)既可認為(wei)是(shi)(shi)(shi)波，也可認為(wei)是(shi)(shi)(shi)粒子。在光(guang)的(de)(de)(de)(de)波動(dong)說中(zhong)，不(bu)清(qing)楚光(guang)對引力(li)如何(he)響應。但(dan)是(shi)(shi)(shi)如果(guo)光(guang)是(shi)(shi)(shi)由(you)粒子組成的(de)(de)(de)(de)，人(ren)(ren)們(men)可以(yi)預(yu)料，它們(men)正如同炮(pao)彈、火箭和(he)行星(xing)(xing)那樣(yang)受引力(li)的(de)(de)(de)(de)影響。起先(xian)人(ren)(ren)們(men)以(yi)為(wei)，光(guang)粒子無限(xian)快地(di)運動(dong)，所以(yi)引力(li)不(bu)可能使之慢下來，但(dan)是(shi)(shi)(shi)羅麥(mai)關(guan)于(yu)光(guang)速度(du)有(you)(you)限(xian)的(de)(de)(de)(de)發(fa)現(xian)表明(ming)引力(li)對之可有(you)(you)重要效應。
1783年，劍橋的(de)學監約翰·米(mi)歇爾(er)在(zai)這(zhe)(zhe)個假(jia)定(ding)的(de)基礎上，在(zai)《倫敦皇家學會(hui)哲學學報》上發(fa)(fa)(fa)表(biao)了一篇文章(zhang)。他指出(chu)，一個質量足(zu)夠大并足(zu)夠緊致的(de)恒星(xing)會(hui)有(you)如此強大的(de)引(yin)力(li)場，以致于連光線都(dou)不(bu)能逃逸——任何(he)從(cong)恒星(xing)表(biao)面發(fa)(fa)(fa)出(chu)的(de)光，還沒到(dao)(dao)達遠處即會(hui)被恒星(xing)的(de)引(yin)力(li)吸引(yin)回來。米(mi)歇爾(er)暗示，可(ke)能存在(zai)大量這(zhe)(zhe)樣的(de)恒星(xing)，雖然(ran)會(hui)由于從(cong)它(ta)們(men)(men)那里發(fa)(fa)(fa)出(chu)的(de)光不(bu)會(hui)到(dao)(dao)達我們(men)(men)這(zhe)(zhe)兒而使(shi)我們(men)(men)不(bu)能看到(dao)(dao)它(ta)們(men)(men)，但我們(men)(men)仍然(ran)可(ke)以感(gan)到(dao)(dao)它(ta)們(men)(men)的(de)引(yin)力(li)的(de)吸引(yin)作用。這(zhe)(zhe)正(zheng)是我們(men)(men)稱(cheng)為黑洞的(de)物體。
事實上(shang)，因為光(guang)速(su)是固(gu)定的(de)，所以，在牛(niu)頓引(yin)力論(lun)(lun)(lun)中(zhong)將光(guang)類似炮(pao)彈那樣處理(li)不嚴謹。（從(cong)地面發(fa)射上(shang)天的(de)炮(pao)彈由于(yu)引(yin)力而減速(su)，最(zui)后(hou)停(ting)止上(shang)升(sheng)并折回地面；然(ran)而，一個(ge)光(guang)子必須以不變的(de)速(su)度繼(ji)續向上(shang)，那么牛(niu)頓引(yin)力對于(yu)光(guang)如(ru)何(he)發(fa)生影(ying)響。）在1915年愛因斯坦提出廣義相對論(lun)(lun)(lun)之前，一直沒有關(guan)于(yu)引(yin)力如(ru)何(he)影(ying)響光(guang)的(de)協(xie)調的(de)理(li)論(lun)(lun)(lun)，之后(hou)這個(ge)理(li)論(lun)(lun)(lun)對大質量(liang)恒星的(de)含意才被(bei)理(li)解。
觀(guan)察一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)恒(heng)(heng)(heng)星(xing)坍(tan)縮并形(xing)成黑(hei)洞(dong)時(shi)(shi)(shi)(shi)，因為在(zai)(zai)相對論中(zhong)沒(mei)有(you)絕對時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)，所以每個(ge)(ge)觀(guan)測者都有(you)自己(ji)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測量。由(you)于恒(heng)(heng)(heng)星(xing)的(de)(de)(de)引力(li)場(chang)，在(zai)(zai)恒(heng)(heng)(heng)星(xing)上(shang)某(mou)人的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)將(jiang)和在(zai)(zai)遠(yuan)處某(mou)人的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)不(bu)同。假定在(zai)(zai)坍(tan)縮星(xing)表(biao)面(mian)有(you)一(yi)(yi)(yi)(yi)無畏的(de)(de)(de)航(hang)天(tian)員(yuan)(yuan)和恒(heng)(heng)(heng)星(xing)一(yi)(yi)(yi)(yi)起向(xiang)內坍(tan)縮，按(an)照他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)表(biao)，每一(yi)(yi)(yi)(yi)秒(miao)(miao)鐘(zhong)發一(yi)(yi)(yi)(yi)信(xin)號(hao)到(dao)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)繞(rao)著(zhu)該恒(heng)(heng)(heng)星(xing)轉(zhuan)動的(de)(de)(de)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)飛船(chuan)上(shang)去(qu)。在(zai)(zai)他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)表(biao)的(de)(de)(de)某(mou)一(yi)(yi)(yi)(yi)時(shi)(shi)(shi)(shi)刻，譬如(ru)11點(dian)(dian)(dian)(dian)鐘(zhong)，恒(heng)(heng)(heng)星(xing)剛好收(shou)縮到(dao)它的(de)(de)(de)臨(lin)界半(ban)徑，此(ci)(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)引力(li)場(chang)強到(dao)沒(mei)有(you)任(ren)何東西可(ke)以逃逸出去(qu)，他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)信(xin)號(hao)再也不(bu)能傳到(dao)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)飛船(chuan)了。當(dang)11點(dian)(dian)(dian)(dian)到(dao)達時(shi)(shi)(shi)(shi)，他(ta)(ta)(ta)在(zai)(zai)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)飛船(chuan)中(zhong)的(de)(de)(de)伙伴發現(xian)，航(hang)天(tian)員(yuan)(yuan)發來(lai)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)串信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)隔(ge)越(yue)(yue)(yue)變越(yue)(yue)(yue)長。但是(shi)這個(ge)(ge)效(xiao)應在(zai)(zai)10點(dian)(dian)(dian)(dian)59分59秒(miao)(miao)之前(qian)是(shi)非(fei)常微小的(de)(de)(de)。在(zai)(zai)收(shou)到(dao)10點(dian)(dian)(dian)(dian)59分58秒(miao)(miao)和10點(dian)(dian)(dian)(dian)59分59秒(miao)(miao)發出的(de)(de)(de)兩個(ge)(ge)信(xin)號(hao)之間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)，他(ta)(ta)(ta)們(men)只需等待(dai)(dai)比一(yi)(yi)(yi)(yi)秒(miao)(miao)鐘(zhong)稍長一(yi)(yi)(yi)(yi)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)，然而他(ta)(ta)(ta)們(men)必(bi)須(xu)為11點(dian)(dian)(dian)(dian)發出的(de)(de)(de)信(xin)號(hao)等待(dai)(dai)無限(xian)長的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)。按(an)照航(hang)天(tian)員(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)手表(biao)，光(guang)波是(shi)在(zai)(zai)10點(dian)(dian)(dian)(dian)59分59秒(miao)(miao)和11點(dian)(dian)(dian)(dian)之間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)由(you)恒(heng)(heng)(heng)星(xing)表(biao)面(mian)發出；從(cong)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)飛船(chuan)上(shang)看，那(nei)光(guang)波被散開到(dao)無限(xian)長的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)隔(ge)里(li)。在(zai)(zai)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)飛船(chuan)上(shang)收(shou)到(dao)這一(yi)(yi)(yi)(yi)串光(guang)波的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)隔(ge)變得越(yue)(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)(yue)長，所以恒(heng)(heng)(heng)星(xing)來(lai)的(de)(de)(de)光(guang)顯得越(yue)(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)(yue)紅、越(yue)(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)(yue)淡，最后，該恒(heng)(heng)(heng)星(xing)變得如(ru)此(ci)(ci)之朦朧，以至于從(cong)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)飛船(chuan)上(shang)再也看不(bu)見它，所余下的(de)(de)(de)只是(shi)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)中(zhong)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)黑(hei)洞(dong)。然而，此(ci)(ci)恒(heng)(heng)(heng)星(xing)繼(ji)續以同樣的(de)(de)(de)引力(li)作用(yong)到(dao)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)飛船(chuan)上(shang)，使飛船(chuan)繼(ji)續繞(rao)著(zhu)所形(xing)成的(de)(de)(de)黑(hei)洞(dong)旋(xuan)轉(zhuan)。
但(dan)是由(you)于(yu)以(yi)下(xia)的(de)(de)問題，使(shi)得上(shang)(shang)述情景不(bu)(bu)是完全現實的(de)(de)。離開恒(heng)星(xing)越遠則引(yin)力(li)(li)越弱，所(suo)以(yi)作用在(zai)這(zhe)位無畏的(de)(de)航天員(yuan)腳上(shang)(shang)的(de)(de)引(yin)力(li)(li)總比作用到(dao)(dao)(dao)他頭上(shang)(shang)的(de)(de)大(da)。在(zai)恒(heng)星(xing)還(huan)未收縮到(dao)(dao)(dao)臨界(jie)半(ban)徑(jing)而形成(cheng)事(shi)件視界(jie)之(zhi)(zhi)前(qian)，這(zhe)力(li)(li)的(de)(de)差就已經將航天員(yuan)拉(la)成(cheng)意(yi)大(da)利(li)面條那(nei)樣(yang)，甚(shen)至(zhi)將他撕裂(lie)!然而，在(zai)宇宙中(zhong)存在(zai)質量大(da)得多的(de)(de)天體，譬如星(xing)系的(de)(de)中(zhong)心區(qu)域，它們(men)遭受(shou)到(dao)(dao)(dao)引(yin)力(li)(li)坍(tan)縮而產生黑(hei)洞(dong)；一位在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)(de)物體上(shang)(shang)面的(de)(de)航天員(yuan)在(zai)黑(hei)洞(dong)形成(cheng)之(zhi)(zhi)前(qian)不(bu)(bu)會(hui)被(bei)撕開。事(shi)實上(shang)(shang)，當(dang)他到(dao)(dao)(dao)達臨界(jie)半(ban)徑(jing)時，不(bu)(bu)會(hui)有(you)任何(he)異樣(yang)的(de)(de)感(gan)覺(jue)，甚(shen)至(zhi)在(zai)通(tong)過永不(bu)(bu)回返(fan)的(de)(de)那(nei)一點時，都沒注(zhu)意(yi)到(dao)(dao)(dao)。但(dan)是，隨(sui)著(zhu)這(zhe)區(qu)域繼續(xu)坍(tan)縮，只要在(zai)幾個(ge)鐘頭之(zhi)(zhi)內，作用到(dao)(dao)(dao)他頭上(shang)(shang)和腳上(shang)(shang)的(de)(de)引(yin)力(li)(li)之(zhi)(zhi)差會(hui)變得如此之(zhi)(zhi)大(da)，以(yi)至(zhi)于(yu)再將其撕裂(lie)。
羅杰·彭(peng)羅斯在(zai)(zai)(zai)1965年(nian)和1970年(nian)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)研究指出(chu)，根據廣(guang)義相對論(lun)，在(zai)(zai)(zai)黑洞中必然存在(zai)(zai)(zai)無限(xian)大(da)密度和空間(jian)(jian)——時間(jian)(jian)曲率的(de)(de)奇(qi)(qi)(qi)點(dian)。這(zhe)和時間(jian)(jian)開端時的(de)(de)大(da)爆炸相當類似，只不(bu)過它(ta)是一(yi)個坍縮(suo)物(wu)體和航(hang)天(tian)員(yuan)的(de)(de)時間(jian)(jian)終點(dian)而(er)(er)已。在(zai)(zai)(zai)此奇(qi)(qi)(qi)點(dian)，科學定律(lv)和預(yu)言將(jiang)來的(de)(de)能(neng)力(li)都失效了。然而(er)(er)，任何留在(zai)(zai)(zai)黑洞之(zhi)外的(de)(de)觀(guan)(guan)察者(zhe)(zhe)，將(jiang)不(bu)會受到(dao)可(ke)預(yu)見(jian)性(xing)失效的(de)(de)影(ying)響，因(yin)為(wei)從奇(qi)(qi)(qi)點(dian)出(chu)發(fa)的(de)(de)不(bu)管是光還是任何其他信號都不(bu)能(neng)到(dao)達(da)。這(zhe)令人驚奇(qi)(qi)(qi)的(de)(de)事實導致羅杰·彭(peng)羅斯提出(chu)了宇宙監督猜(cai)測，它(ta)可(ke)以被(bei)意譯為(wei)：“上帝憎惡(e)裸(luo)奇(qi)(qi)(qi)點(dian)。”換言之(zhi)，由引力(li)坍縮(suo)所(suo)產生(sheng)的(de)(de)奇(qi)(qi)(qi)點(dian)只能(neng)發(fa)生(sheng)在(zai)(zai)(zai)像黑洞這(zhe)樣(yang)的(de)(de)地方(fang)，在(zai)(zai)(zai)那兒它(ta)被(bei)事件視界體面地遮住而(er)(er)不(bu)被(bei)外界看見(jian)。嚴格地講，這(zhe)是所(suo)謂弱的(de)(de)宇宙監督猜(cai)測：它(ta)使(shi)留在(zai)(zai)(zai)黑洞外面的(de)(de)觀(guan)(guan)察者(zhe)(zhe)不(bu)致受到(dao)發(fa)生(sheng)在(zai)(zai)(zai)奇(qi)(qi)(qi)點(dian)處的(de)(de)可(ke)預(yu)見(jian)性(xing)失效的(de)(de)影(ying)響，但它(ta)對那位(wei)不(bu)幸落到(dao)黑洞里的(de)(de)可(ke)憐的(de)(de)航(hang)天(tian)員(yuan)卻是愛莫能(neng)助。
廣義相對論相關
廣義相(xiang)對論方程(cheng)存(cun)在(zai)(zai)一些(xie)解(jie)(jie)，這(zhe)些(xie)解(jie)(jie)使(shi)得我們的(de)(de)(de)航天員(yuan)可能(neng)看(kan)到(dao)(dao)裸奇(qi)(qi)(qi)點(dian)。他(ta)(ta)也(ye)許(xu)能(neng)避免撞到(dao)(dao)奇(qi)(qi)(qi)點(dian)上(shang)(shang)去(qu)，而穿過(guo)一個(ge)“蟲洞”來(lai)(lai)到(dao)(dao)宇宙的(de)(de)(de)另一區域。看(kan)來(lai)(lai)這(zhe)給空間——時間內(nei)的(de)(de)(de)旅(lv)行提供了(le)巨大的(de)(de)(de)可能(neng)性。但是(shi)不幸(xing)的(de)(de)(de)是(shi)，所有這(zhe)些(xie)解(jie)(jie)似(si)乎都是(shi)非常不穩定的(de)(de)(de)；最小的(de)(de)(de)干擾(rao)，譬(pi)如一個(ge)航天員(yuan)的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)就(jiu)會使(shi)之(zhi)改變(bian)，以(yi)至于他(ta)(ta)還沒能(neng)看(kan)到(dao)(dao)此(ci)奇(qi)(qi)(qi)點(dian)，就(jiu)撞上(shang)(shang)去(qu)而結束了(le)他(ta)(ta)的(de)(de)(de)時間。換言(yan)之(zhi)，奇(qi)(qi)(qi)點(dian)總是(shi)發生(sheng)在(zai)(zai)他(ta)(ta)的(de)(de)(de)將(jiang)來(lai)(lai)，而從不會在(zai)(zai)過(guo)去(qu)。強的(de)(de)(de)宇宙監(jian)督猜測是(shi)說，在(zai)(zai)一個(ge)現實(shi)的(de)(de)(de)解(jie)(jie)里，奇(qi)(qi)(qi)點(dian)總是(shi)或者(zhe)整個(ge)存(cun)在(zai)(zai)于將(jiang)來(lai)(lai)（如引(yin)力坍縮的(de)(de)(de)奇(qi)(qi)(qi)點(dian)），或者(zhe)整個(ge)存(cun)在(zai)(zai)于過(guo)去(qu)（如大爆炸）。因(yin)為在(zai)(zai)接近裸奇(qi)(qi)(qi)點(dian)處可能(neng)旅(lv)行到(dao)(dao)過(guo)去(qu)，所以(yi)宇宙監(jian)督猜測的(de)(de)(de)某種形式的(de)(de)(de)成(cheng)立是(shi)大有希望的(de)(de)(de)。
事(shi)(shi)(shi)件視界(jie)，也就(jiu)是(shi)空間——時(shi)(shi)間中不(bu)可(ke)(ke)逃逸(yi)區(qu)域的邊界(jie)，正(zheng)如(ru)(ru)同圍繞著黑(hei)洞(dong)(dong)的單向膜(mo)：物體，譬(pi)如(ru)(ru)不(bu)謹慎的航天員，能通(tong)過(guo)事(shi)(shi)(shi)件視界(jie)落到(dao)黑(hei)洞(dong)(dong)里去(qu)，但是(shi)沒有任(ren)(ren)何(he)(he)東(dong)西可(ke)(ke)以通(tong)過(guo)事(shi)(shi)(shi)件視界(jie)而(er)逃離黑(hei)洞(dong)(dong)。（記(ji)住事(shi)(shi)(shi)件視界(jie)是(shi)企圖逃離黑(hei)洞(dong)(dong)的光(guang)的空間——時(shi)(shi)間軌(gui)道(dao)，沒有任(ren)(ren)何(he)(he)東(dong)西可(ke)(ke)以比光(guang)運動得更(geng)快）人(ren)們可(ke)(ke)以將詩(shi)人(ren)但丁針對地(di)獄入口所說的話(hua)恰到(dao)好處地(di)用于事(shi)(shi)(shi)件視界(jie)：“從(cong)這兒(er)進去(qu)的人(ren)必須拋棄一(yi)切(qie)希望。”任(ren)(ren)何(he)(he)東(dong)西或(huo)任(ren)(ren)何(he)(he)人(ren)一(yi)旦(dan)進入事(shi)(shi)(shi)件視界(jie)，就(jiu)會很快地(di)到(dao)達無(wu)限致密的區(qu)域和(he)時(shi)(shi)間的終點。
廣義相(xiang)對論預言，運(yun)動的(de)(de)(de)(de)重物會導致引(yin)(yin)力(li)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)輻(fu)(fu)射，那是(shi)(shi)以光(guang)的(de)(de)(de)(de)速度傳(chuan)播(bo)的(de)(de)(de)(de)空間——時間曲率(lv)的(de)(de)(de)(de)漣(lian)(lian)漪(yi)。引(yin)(yin)力(li)波(bo)(bo)和(he)電磁場(chang)的(de)(de)(de)(de)漣(lian)(lian)漪(yi)光(guang)波(bo)(bo)相(xiang)類似，但是(shi)(shi)要探測到(dao)(dao)(dao)它(ta)則困難得多。就(jiu)像光(guang)一(yi)(yi)樣，它(ta)帶(dai)走了(le)發(fa)射它(ta)們的(de)(de)(de)(de)物體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)。因為(wei)(wei)任何運(yun)動中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)都(dou)會被引(yin)(yin)力(li)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)輻(fu)(fu)射所(suo)帶(dai)走，所(suo)以可(ke)以預料(liao)，一(yi)(yi)個大質量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)物體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)系統最(zui)終(zhong)會趨向于(yu)(yu)一(yi)(yi)種不(bu)變的(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態。（這(zhe)(zhe)和(he)扔一(yi)(yi)塊(kuai)軟(ruan)木到(dao)(dao)(dao)水中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)相(xiang)當類似，起先(xian)翻上翻下折騰了(le)好一(yi)(yi)陣，但是(shi)(shi)當漣(lian)(lian)漪(yi)將其(qi)(qi)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)帶(dai)走，就(jiu)使它(ta)最(zui)終(zhong)平靜(jing)下來(lai)。）例(li)如，繞著(zhu)太(tai)陽公轉的(de)(de)(de)(de)地(di)球(qiu)即產生引(yin)(yin)力(li)波(bo)(bo)。其(qi)(qi)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)損失的(de)(de)(de)(de)效(xiao)應將改(gai)變地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)，使之(zhi)逐漸越來(lai)越接近(jin)太(tai)陽，最(zui)后(hou)撞到(dao)(dao)(dao)太(tai)陽上，以這(zhe)(zhe)種方式歸于(yu)(yu)最(zui)終(zhong)不(bu)變的(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態。在地(di)球(qiu)和(he)太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)情(qing)形下能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)損失率(lv)非常(chang)小(xiao)——大約只(zhi)能(neng)點燃(ran)一(yi)(yi)個小(xiao)電熱(re)器， 這(zhe)(zhe)意味(wei)著(zhu)要用大約1千億億億年地(di)球(qiu)才會和(he)太(tai)陽相(xiang)撞，沒有(you)必要立(li)即去為(wei)(wei)之(zhi)擔(dan)憂！地(di)球(qiu)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)改(gai)變的(de)(de)(de)(de)過程極(ji)其(qi)(qi)緩慢，以至(zhi)于(yu)(yu)根本(ben)觀測不(bu)到(dao)(dao)(dao)。但幾年以前，在稱為(wei)(wei)PSR1913+16（PSR表(biao)示“脈沖星(xing)(xing)”，一(yi)(yi)種特別的(de)(de)(de)(de)發(fa)射出無線電波(bo)(bo)規則脈沖的(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子星(xing)(xing)）的(de)(de)(de)(de)系統中(zhong)(zhong)(zhong)觀測到(dao)(dao)(dao)這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)效(xiao)應。此系統包含兩(liang)個互相(xiang)圍(wei)繞著(zhu)運(yun)動的(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子星(xing)(xing)，由于(yu)(yu)引(yin)(yin)力(li)波(bo)(bo)輻(fu)(fu)射，它(ta)們的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)損失，使之(zhi)相(xiang)互以螺(luo)旋線軌(gui)道(dao)(dao)(dao)靠近(jin)。
在恒星(xing)引力坍縮形(xing)(xing)成黑(hei)洞(dong)(dong)時(shi)，運動(dong)會更(geng)快得多(duo)，這樣能量被帶走的(de)(de)(de)速率就高得多(duo)。所以不(bu)用太長的(de)(de)(de)時(shi)間就會達(da)到(dao)不(bu)變(bian)的(de)(de)(de)狀態。人(ren)們會以為它將(jiang)依(yi)賴于形(xing)(xing)成黑(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)恒星(xing)的(de)(de)(de)所有的(de)(de)(de)復雜特(te)征——不(bu)僅僅它的(de)(de)(de)質量和轉(zhuan)動(dong)速度，而且恒星(xing)不(bu)同(tong)部分的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)密度以及恒星(xing)內氣體(ti)的(de)(de)(de)復雜運動(dong)。如果黑(hei)洞(dong)(dong)就像坍縮形(xing)(xing)成它們的(de)(de)(de)原先物體(ti)那(nei)樣變(bian)化多(duo)端，一般(ban)來講，對之(zhi)作任何預(yu)言都將(jiang)是非常(chang)困難的(de)(de)(de)。
然(ran)而，加拿(na)大科(ke)學家外奈·伊斯雷爾(er)在(zai)1967年使(shi)黑洞研(yan)究(jiu)發生了徹底的(de)(de)改變。他指(zhi)出，根據廣義(yi)相對(dui)(dui)論(lun)，非(fei)旋轉的(de)(de)黑洞必(bi)須是(shi)非(fei)常簡單(dan)、完(wan)美的(de)(de)球形(xing)(xing)；其(qi)大小(xiao)只依賴于它們的(de)(de)質量，并且(qie)任(ren)何(he)兩個(ge)(ge)這樣(yang)的(de)(de)同(tong)質量的(de)(de)黑洞必(bi)須是(shi)等同(tong)的(de)(de)。事(shi)實上，它們可(ke)以用愛因(yin)斯坦的(de)(de)特(te)解來(lai)描述，這個(ge)(ge)解是(shi)在(zai)廣義(yi)相對(dui)(dui)論(lun)發現后不久的(de)(de)1917年卡(ka)爾(er)·施瓦(wa)茲(zi)席(xi)爾(er)德找到的(de)(de)。一(yi)(yi)開始，許多人（其(qi)中包括伊斯雷爾(er)自(zi)己）認為，既然(ran)黑洞必(bi)須是(shi)完(wan)美的(de)(de)球形(xing)(xing)，一(yi)(yi)個(ge)(ge)黑洞只能由一(yi)(yi)個(ge)(ge)完(wan)美球形(xing)(xing)物體坍(tan)縮而形(xing)(xing)成。所(suo)以，任(ren)何(he)實際的(de)(de)恒(heng)星從來(lai)都不是(shi)完(wan)美的(de)(de)球形(xing)(xing)只會(hui)坍(tan)縮形(xing)(xing)成一(yi)(yi)個(ge)(ge)裸奇點。
然而，對于(yu)伊斯(si)雷(lei)爾的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)，一(yi)(yi)些人，特別是(shi)羅杰·彭羅斯(si)和約翰·惠勒提倡一(yi)(yi)種不同的(de)(de)(de)解釋。他們論證道，牽涉恒星(xing)坍(tan)(tan)縮的(de)(de)(de)快速運(yun)動表明，其釋放出來(lai)的(de)(de)(de)引(yin)力(li)波使之(zhi)越來(lai)越近于(yu)球(qiu)形，到(dao)它終于(yu)靜(jing)態時，就(jiu)變(bian)成準確的(de)(de)(de)球(qiu)形。按(an)照這(zhe)種觀點，任何(he)非旋(xuan)轉恒星(xing)，不管其形狀和內部(bu)結(jie)構如何(he)復雜，在(zai)引(yin)力(li)坍(tan)(tan)縮之(zhi)后都將終結(jie)于(yu)一(yi)(yi)個完美的(de)(de)(de)球(qiu)形黑洞，其大(da)小只(zhi)依賴于(yu)它的(de)(de)(de)質(zhi)量。這(zhe)種觀點得到(dao)進一(yi)(yi)步的(de)(de)(de)計算支持，并(bing)且很快就(jiu)為大(da)家所接受。
伊斯(si)(si)雷爾(er)(er)的(de)(de)結果只處理了(le)由(you)非旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)物(wu)體形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)黑(hei)(hei)洞(dong)。1963年，新西蘭人(ren)羅伊·克爾(er)(er)找(zhao)到了(le)廣義相對論方程的(de)(de)描(miao)(miao)述旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)一族解(jie)(jie)。這些“克爾(er)(er)”黑(hei)(hei)洞(dong)以恒(heng)常速度旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)，其大小與形(xing)(xing)狀只依賴于它們(men)的(de)(de)質量(liang)和(he)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)的(de)(de)速度。如果旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)為零，黑(hei)(hei)洞(dong)就是完美的(de)(de)球形(xing)(xing)，這解(jie)(jie)就和(he)施瓦茲(zi)席(xi)爾(er)(er)德解(jie)(jie)一樣(yang)。如果有(you)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)，黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)赤道附近就鼓出(chu)去（正(zheng)如地球或太陽由(you)于旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)而(er)(er)鼓出(chu)去一樣(yang)），而(er)(er)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)得越快則鼓得越多。由(you)此人(ren)們(men)猜測，如將(jiang)伊斯(si)(si)雷爾(er)(er)的(de)(de)結果推廣到包括旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)體的(de)(de)情形(xing)(xing)，則任何(he)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)物(wu)體坍縮形(xing)(xing)成(cheng)黑(hei)(hei)洞(dong)后，將(jiang)最后終結于由(you)克爾(er)(er)解(jie)(jie)描(miao)(miao)述的(de)(de)一個靜態。
黑(hei)洞是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)科學史(shi)上極為(wei)罕(han)見(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情形之一(yi)，在沒有(you)任何觀(guan)測(ce)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)證據證明(ming)其理論(lun)(lun)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)正確的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情形下，作為(wei)數學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模型被發展到(dao)(dao)非常(chang)詳盡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地步。的(de)(de)(de)(de)(de)(de)確，這經(jing)常(chang)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)反對黑(hei)洞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要論(lun)(lun)據：怎么能(neng)(neng)(neng)相信一(yi)個(ge)其依據只是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)基于令人懷疑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)廣義相對論(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)算的(de)(de)(de)(de)(de)(de)對象呢?然(ran)而(er)，1963年，加(jia)利福尼(ni)亞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)帕羅瑪天文臺(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天文學家馬丁·施密特(te)測(ce)量了在稱為(wei)3C273（即是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劍橋射(she)(she)電源編(bian)目第三(san)類(lei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)273號）射(she)(she)電源方向的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)黯(an)淡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)星(xing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)紅(hong)移。他(ta)發現引(yin)力(li)場不(bu)(bu)(bu)可能(neng)(neng)(neng)引(yin)起這么大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)紅(hong)移——如(ru)果它是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)引(yin)力(li)紅(hong)移，這類(lei)星(xing)體(ti)(ti)必須具有(you)如(ru)此大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量，并(bing)離地球(qiu)(qiu)如(ru)此之近，以至于會干(gan)擾太陽系(xi)(xi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)軌道(dao)。這暗示此紅(hong)移是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)由宇(yu)宙的(de)(de)(de)(de)(de)(de)膨脹引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，進而(er)表明(ming)此物體(ti)(ti)離地球(qiu)(qiu)非常(chang)遠。由于在這么遠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)距離還(huan)能(neng)(neng)(neng)被觀(guan)察到(dao)(dao)，它必須非常(chang)亮，也就是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)必須輻射(she)(she)出(chu)大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量。人們(men)會想到(dao)(dao)，產生(sheng)這么大(da)量能(neng)(neng)(neng)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)唯一(yi)機制看來不(bu)(bu)(bu)僅僅是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)個(ge)恒星(xing)，而(er)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)個(ge)星(xing)系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)整個(ge)中心(xin)區域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)力(li)坍縮。人們(men)還(huan)發現了許多其他(ta)類(lei)星(xing)體(ti)(ti)，它們(men)都有(you)很大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)紅(hong)移。但(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)它們(men)都離開地球(qiu)(qiu)太遠了，所以對之進行(xing)觀(guan)察太困難，以至于不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)。
看清黑洞磁場
科學家認為，黑(hei)洞引擎是由(you)磁場(chang)驅動的。借(jie)助事(shi)件(jian)視界望遠鏡（Event Horizon Telescope，EHT），天(tian)文學家在我們(men)銀河系(xi)中心(xin)超大(da)黑(hei)洞事(shi)件(jian)視界的外側(ce)探測(ce)到了磁場(chang)。發(fa)現(xian)在靠近黑(hei)洞的某些區域(yu)(yu)是混亂的，有(you)著雜(za)亂的磁圈(quan)和渦漩，就像攪在一起的意大(da)利(li)面。相反，其他區域(yu)(yu)的磁場(chang)則(ze)有(you)序得(de)多，可能是物質(zhi)噴(pen)流(liu)產生的區域(yu)(yu)。還發(fa)現(xian)，黑(hei)洞周邊(bian)的磁場(chang)在短至15分鐘(zhong)的時(shi)間段內都會發(fa)生明顯變化。
理論修改
2015年3月，霍(huo)金對黑(hei)洞理論(lun)進行了修改，宣稱黑(hei)洞實際(ji)上是“灰色(se)的”。新“灰洞”理論(lun)稱，物質和(he)能(neng)量(liang)被黑(hei)洞困住(zhu)一段時間(jian)后(hou)，又會(hui)被重新釋(shi)放到宇(yu)宙中(zhong)。
2016年1月，霍金同(tong)物(wu)理學家馬爾科(ke)姆·佩(pei)里(li)、安(an)德(de)魯(lu)·施特羅明格提出了新(xin)理論：讓信息(xi)“逃逸(yi)”的(de)(de)黑洞裂口由“柔軟的(de)(de)帶電毛發(fa)”組(zu)成，它(ta)們是位于(yu)視界(jie)線(xian)上(shang)的(de)(de)光子(zi)(zi)(zi)和引力子(zi)(zi)(zi)組(zu)成的(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)(zi)，這些能(neng)量極低甚至(zhi)為零的(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)(zi)能(neng)捕獲并存儲落入黑洞的(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)信息(xi)。
一個(ge)由美國、英國、意大利和奧地利科學家(jia)組成(cheng)的(de)國際研究(jiu)團隊，根據先(xian)前的(de)研究(jiu)和通過超級(ji)計算機的(de)模擬，發(fa)現黑洞、引力波和暗物(wu)質(zhi)均具有分形幾何特征。有專家(jia)認(ren)為，這一重大發(fa)現將導致對天(tian)文學甚(shen)至物(wu)理學諸多不同領(ling)域的(de)深(shen)刻認(ren)識。
黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)是宇宙空間(jian)內存在(zai)的(de)一種(zhong)密度無限大(da)、體(ti)積(ji)無限小的(de)天體(ti)，所有的(de)物理(li)定理(li)遇到(dao)黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)都會(hui)失效；它是由質(zhi)量足夠大(da)的(de)恒星在(zai)核(he)聚變(bian)反應的(de)燃料耗盡而(er)“死(si)亡(wang)”后，發生引力(li)坍縮產生的(de)。當(dang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)“打嗝”時，就意味著有某個天體(ti)被黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)“吞噬”，黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)依靠吞噬落入其中物質(zhi)“成(cheng)(cheng)長”；當(dang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)“進(jin)食(shi)”大(da)量物質(zhi)時，就會(hui)有高(gao)速等(deng)離子噴流(liu)從黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)邊緣(yuan)逃逸而(er)出。科學家利用流(liu)體(ti)動力(li)學和引力(li)相關理(li)論并通過超級計(ji)算機(ji)進(jin)行(xing)模(mo)擬后得出結論——“進(jin)食(shi)”正在(zai)成(cheng)(cheng)長過程中的(de)黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)，將(jiang)會(hui)使其形成(cheng)(cheng)分形表(biao)面。
“黑洞”一詞(ci)命名(ming)者、美(mei)國著(zhu)(zhu)名(ming)物理學(xue)(xue)家約翰·惠勒(le)教(jiao)授曾(ceng)經說過(guo)：今后誰不(bu)熟悉分形幾(ji)何(he)，誰就(jiu)不(bu)能被稱(cheng)為科(ke)學(xue)(xue)上的(de)文化人。中國著(zhu)(zhu)名(ming)學(xue)(xue)者周海(hai)中教(jiao)授曾(ceng)經指出：分形幾(ji)何(he)不(bu)僅展示了(le)數學(xue)(xue)之美(mei)，也(ye)(ye)揭(jie)示了(le)世界的(de)本質，從而改變(bian)了(le)人們(men)理解自(zi)然奧秘的(de)方(fang)式；可以說分形幾(ji)何(he)是真正(zheng)描述(shu)大自(zi)然的(de)幾(ji)何(he)學(xue)(xue)，對它的(de)研(yan)究也(ye)(ye)極大地拓展了(le)人類的(de)認(ren)知疆域。可見，分形幾(ji)何(he)有著(zhu)(zhu)極其重要的(de)科(ke)學(xue)(xue)地位。
黑洞是宇宙中最神秘(mi)的自(zi)然現象。它(ta)為(wei)什(shen)么具有分(fen)形幾何特(te)征，其原(yuan)因現在還是一個(ge)謎。
幾十年來(lai)宇(yu)宙學家一直對黑洞會摧毀(hui)制造它的資料的問題所(suo)困(kun)擾。黑洞是(shi)由它的質量、能(neng)量、旋轉所(suo)定位。
假如是(shi)這樣(yang)那(nei)就無法知道最先是(shi)什么讓它產生的。另一方面量(liang)子(zi)力學說資(zi)(zi)料永遠會被保(bao)存，而(er)且你可以用(yong)那(nei)些(xie)資(zi)(zi)料重(zhong)建它的過(guo)去。
史(shi)蒂芬(fen)·霍金讓這問題加大，當(dang)他說黑洞(dong)會漏輻射(she)。黑洞(dong)會漏輻射(she)到(dao)摧毀自己，然后唯一可(ke)以知道它(ta)是由什么產生的只有在(zai)那些(xie)輻射(she)的資料里面(mian)可(ke)以找到(dao)。
在2004年霍(huo)(huo)金說他錯了，而是(shi)否黑(hei)洞會儲存資料的(de)辯論就(jiu)從此沒(mei)有停止(zhi)過。布法(fa)羅大學的(de)博士生(sheng)AnshulSaini說黑(hei)洞釋放出(chu)的(de)輻射（也稱作(zuo)霍(huo)(huo)金輻射）并(bing)不像霍(huo)(huo)金想(xiang)的(de)那么隨意。
Siani說要了解跑進洞里的資料，你不只(zhi)需要看霍金輻射釋放出的粒子，你還需要看它們(men)如何互應。這包括引力與(yu)粒子傳送光(guang)給對方的方式。他(ta)說“這些(xie)關(guan)聯一開始很小，但會隨著時間(jian)成(cheng)長。”
Saini的(de)監督者(zhe)DejanStojkovic博士(shi)說“這些關聯在計(ji)算(suan)中時常被忽略(lve)因(yin)為它們很(hen)小(xiao)被認為不會有很(hen)大的(de)影響。我(wo)們的(de)計(ji)算(suan)顯示這些關聯一開始很(hen)小(xiao)，但隨著(zhu)時間它會成長(chang)大到可以影響結果。”
許多物理學(xue)家(jia)們都(dou)做出(chu)了結論說黑(hei)洞里的資(zi)料一(yi)定會留(liu)下，所(suo)以可以讓我們回顧(gu)那些資(zi)料，但他們理論的基礎是(shi)用資(zi)料保存的廣(guang)義論。
霍金自(zi)己跟其他人想(xiang)要(yao)展示一個觀察者如何可以(yi)得到那些(xie)資料(liao)的方法(fa)并沒有很大(da)的說服力。
實際上要了解制造一個黑洞(dong)的(de)成(cheng)分(fen)幾乎是不可能(neng)的(de)任(ren)務。任(ren)何觀(guan)察(cha)者都會(hui)需要收(shou)集(ji)照(zhao)射(she)到不同方向的(de)粒子(zi)。
還需要(yao)(yao)收集讓這互動(dong)成型(xing)的介質像(xiang)是(shi)光(guang)子(zi)和(he)引力子(zi)。不過(guo)對于宇宙(zhou)學(xue)家(jia)這可能性是(shi)小事，真正重要(yao)(yao)的是(shi)守恒律有被保存。
黑洞的存(cun)(cun)在部分地證實了它的預(yu)言(yan)。在宇(yu)宙中存(cun)(cun)在幾百萬個黑洞，它的存(cun)(cun)在總是需(xu)(xu)要起到一些作用(yong)的。如(ru)果要想(xiang)徹底揭開黑洞之謎，還需(xu)(xu)時間，這也意味著給予有關(guan)人類終極命運的思索一個明確的答案(an)。?
德國馬克(ke)斯普朗克(ke)核物(wu)(wu)(wu)理研(yan)究(jiu)所(suo)和赫爾姆(mu)霍(huo)茨柏林中心的研(yan)究(jiu)人員使用柏林同步加速器（BESSY Ⅱ）在(zai)實(shi)(shi)驗(yan)室成功產生了黑(hei)洞(dong)周邊的等離子(zi)體(ti)(ti)。通過該研(yan)究(jiu)，之(zhi)前只能在(zai)太空由(you)人造(zao)衛(wei)星執行的天(tian)(tian)文物(wu)(wu)(wu)理實(shi)(shi)驗(yan)，也可(ke)以(yi)在(zai)地面進行，諸多天(tian)(tian)文物(wu)(wu)(wu)理學難題(ti)有望得到(dao)解(jie)決(jue)。黑(hei)洞(dong)的重力很(hen)大(da)，會吸附一切(qie)物(wu)(wu)(wu)質。進入黑(hei)洞(dong)后，任何東西都(dou)不可(ke)能從黑(hei)洞(dong)的邊界之(zhi)內逃逸出來。隨著被(bei)吸入的物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)的溫度不斷升高(gao)，會產生核與電子(zi)分離的高(gao)溫等離子(zi)體(ti)(ti)。
黑(hei)洞吸附物質會產生X射線(xian)，X射線(xian)反過(guo)來又會刺激其中的大量(liang)化學(xue)元素發射出具(ju)有(you)獨(du)特線(xian)條（顏(yan)色）的X射線(xian)。分析這些線(xian)條可以幫助科學(xue)家了解更多有(you)關黑(hei)洞附近等(deng)離子體的密度、速度和組成(cheng)成(cheng)分等(deng)信息。
在這個過(guo)程中，鐵(tie)起了(le)非常(chang)關鍵(jian)的(de)作用。盡(jin)管鐵(tie)在宇宙中的(de)儲量(liang)并不(bu)如更(geng)輕的(de)氫和(he)氦豐富，但是，它能(neng)夠(gou)更(geng)好地吸收和(he)重新(xin)發(fa)射(she)出X射(she)線，發(fa)射(she)出的(de)光(guang)子因此也比其(qi)他更(geng)輕的(de)原子發(fa)射(she)出的(de)光(guang)子具有更(geng)高的(de)能(neng)量(liang)、更(geng)短的(de)波長（使得其(qi)具有不(bu)同的(de)顏(yan)色）。
鐵發射出的X射線在(zai)穿過(guo)(guo)黑洞(dong)周圍(wei)的介質時也會(hui)被吸收。在(zai)這(zhe)個(ge)所謂(wei)的光離(li)(li)化過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)，鐵原(yuan)子(zi)通常(chang)會(hui)經歷幾次(ci)電離(li)(li)，其包含的26個(ge)電子(zi)中(zhong)(zhong)有(you)超過(guo)(guo)一(yi)半會(hui)被去除，最終產生(sheng)帶(dai)電離(li)(li)子(zi)，帶(dai)電離(li)(li)子(zi)聚集成為等離(li)(li)子(zi)體(ti)，研究人(ren)員(yuan)可以在(zai)實驗室中(zhong)(zhong)重(zhong)現了這(zhe)個(ge)過(guo)(guo)程。
實(shi)驗(yan)的核心是(shi)馬(ma)克斯普朗克核物理(li)研究所設計的電(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)離(li)子(zi)阱(jing)。在這個(ge)離(li)子(zi)阱(jing)中(zhong)，鐵原(yuan)子(zi)經由一(yi)(yi)束(shu)(shu)強(qiang)烈的電(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)加熱(re)，從而(er)被(bei)離(li)子(zi)化14次。實(shi)驗(yan)過程如(ru)下(xia)：一(yi)(yi)團鐵離(li)子(zi)（僅僅幾(ji)厘米長并且像頭發絲一(yi)(yi)樣(yang)薄(bo)）在磁場和(he)電(dian)(dian)場的作用(yong)下(xia)被(bei)懸(xuan)停在一(yi)(yi)個(ge)超高真空內，同步加速器發射出(chu)的X射線的光(guang)(guang)子(zi)能量被(bei)一(yi)(yi)臺(tai)精(jing)確性超高的“單色儀”挑選出(chu)來，作為一(yi)(yi)束(shu)(shu)很薄(bo)但卻集中(zhong)的光(guang)(guang)束(shu)(shu)施加到鐵離(li)子(zi)上(shang)。
實驗室測量(liang)到的(de)(de)光譜(pu)線與錢德拉X射線天文臺和(he)牛頓X射線多鏡望(wang)遠(yuan)鏡所(suo)觀測的(de)(de)結果相匹(pi)配。也就(jiu)是說，研究人員在地面實驗室人為制造出(chu)了太空中的(de)(de)黑洞等離(li)子(zi)體。
這種新(xin)奇的(de)(de)方法將帶(dai)(dai)電離子的(de)(de)離子阱和(he)同步(bu)加速器輻射(she)源(yuan)結合在一起，讓人(ren)們可(ke)以(yi)更(geng)好(hao)地(di)了解黑(hei)洞周圍的(de)(de)等離子體或者(zhe)活躍的(de)(de)星(xing)系核。研究(jiu)人(ren)員希望，將EBIT分光檢查鏡和(he)更(geng)清晰的(de)(de)第三代（2009年(nian)開(kai)始在德國漢堡運(yun)行的(de)(de)同步(bu)輻射(she)源(yuan)PETRAⅢ）、第四(si)代（X射(she)線自由電子激光XFEL）X射(she)線源(yuan)結合，將能夠給該研究(jiu)領域帶(dai)(dai)來更(geng)多新(xin)鮮活力(li)。
美國制成“人造黑洞”
2005年3月，美國布(bu)(bu)(bu)朗(lang)大(da)(da)學物(wu)(wu)理教授(shou)‘霍拉蒂·納(na)斯(si)塔西(xi)’在(zai)地球(qiu)上制造(zao)出(chu)(chu)了第一個“人造(zao)黑(hei)(hei)洞(dong)“。美國紐(niu)約布(bu)(bu)(bu)魯(lu)(lu)(lu)克海(hai)(hai)文實(shi)驗室1998年建造(zao)了20世(shi)紀全球(qiu)最大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)加速(su)器，將金離子(zi)(zi)以接近光速(su)對撞而(er)制造(zao)出(chu)(chu)高密度物(wu)(wu)質。雖(sui)然(ran)這(zhe)個黑(hei)(hei)洞(dong)體積很小，卻具備真正黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)許多(duo)(duo)特(te)點。紐(niu)約布(bu)(bu)(bu)魯(lu)(lu)(lu)克海(hai)(hai)文國家實(shi)驗室里的(de)(de)(de)(de)(de)相對重離子(zi)(zi)碰撞機，可以以接近光速(su)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度把大(da)(da)型原(yuan)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)核子(zi)(zi)（如(ru)金原(yuan)子(zi)(zi)核子(zi)(zi)）相互碰撞，產生相當于太陽表面溫度3億(yi)倍的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)能。納(na)斯(si)塔西(xi)在(zai)紐(niu)約布(bu)(bu)(bu)魯(lu)(lu)(lu)克海(hai)(hai)文國家實(shi)驗室里利(li)用原(yuan)子(zi)(zi)撞擊原(yuan)理制造(zao)出(chu)(chu)來的(de)(de)(de)(de)(de)灼熱(re)火(huo)(huo)球(qiu)，具備天體黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)顯著(zhu)特(te)性(xing)。比(bi)如(ru)：火(huo)(huo)球(qiu)可以將周圍10倍于自身(shen)質量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)吸收，這(zhe)比(bi)所有量(liang)子(zi)(zi)物(wu)(wu)理學所推(tui)測的(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)球(qiu)可吸收的(de)(de)(de)(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)數目還要(yao)多(duo)(duo)。
人造(zao)(zao)(zao)黑(hei)洞(dong)的(de)(de)設想最初由加拿大(da)“不列顛哥倫(lun)比亞大(da)學”的(de)(de)威廉·昂魯教(jiao)授在(zai)20世(shi)紀80年代提出，他認為(wei)聲波在(zai)流(liu)體(ti)中的(de)(de)表現與光(guang)在(zai)黑(hei)洞(dong)中的(de)(de)表現非常相似，如果使(shi)流(liu)體(ti)的(de)(de)速度(du)超過聲速，那(nei)么事實上就已經在(zai)該流(liu)體(ti)中建立(li)了一個人造(zao)(zao)(zao)黑(hei)洞(dong)。然而，利(li)昂哈特博士打算制造(zao)(zao)(zao)的(de)(de)人造(zao)(zao)(zao)黑(hei)洞(dong)由于缺(que)乏足(zu)夠的(de)(de)引力，除了光(guang)線外，它們(men)無(wu)法像真正的(de)(de)黑(hei)洞(dong)那(nei)樣“吞下(xia)周(zhou)圍的(de)(de)所有東西”。然而，納斯塔西教(jiao)授制造(zao)(zao)(zao)的(de)(de)人造(zao)(zao)(zao)黑(hei)洞(dong)已經可以吸收某些其他物質(zhi)。因此(ci)，這(zhe)被認為(wei)是黑(hei)洞(dong)研究領域的(de)(de)重(zhong)大(da)突破。
2008年9月10日，隨(sui)著(zhu)第一束(shu)質(zhi)子(zi)束(shu)流貫穿整個對撞(zhuang)機(ji)，歐洲大(da)型強子(zi)對撞(zhuang)機(ji)正式啟動(dong)。
歐洲大(da)(da)型(xing)強(qiang)子對(dui)(dui)撞(zhuang)機(ji)(ji)是2013年(nian)前世界上最(zui)大(da)(da)、能量最(zui)高的粒(li)子加速器，是一種將質子加速對(dui)(dui)撞(zhuang)的高能物(wu)理設備(bei)，它位于(yu)瑞(rui)士(shi)日內瓦(wa)近(jin)郊歐洲核子研究組(zu)織CERN的粒(li)子加速器與對(dui)(dui)撞(zhuang)機(ji)(ji)，作為國(guo)際(ji)高能物(wu)理學(xue)研究之用。系(xi)統第(di)一負責人是英國(guo)著名物(wu)理學(xue)家‘林恩·埃文斯(si)’，大(da)(da)型(xing)強(qiang)子對(dui)(dui)撞(zhuang)機(ji)(ji)最(zui)早就是由他設想出來并主導(dao)制造的，被外(wai)界稱為“埃文斯(si)原子能”。
當比(bi)我們(men)(men)的(de)(de)太陽更(geng)(geng)大的(de)(de)特定恒星在(zai)生(sheng)(sheng)命最后(hou)階段發生(sheng)(sheng)爆(bao)炸時，自然界(jie)就會形成黑(hei)洞。它們(men)(men)將大量物(wu)質(zhi)(zhi)濃(nong)縮在(zai)非常小的(de)(de)空(kong)間(jian)內(nei)。假設在(zai)大型(xing)強(qiang)子(zi)(zi)(zi)對撞(zhuang)(zhuang)機(ji)內(nei)的(de)(de)質(zhi)(zhi)子(zi)(zi)(zi)相撞(zhuang)(zhuang)產(chan)生(sheng)(sheng)粒子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)過程(cheng)中，形成了微(wei)小黑(hei)洞，每個質(zhi)(zhi)子(zi)(zi)(zi)擁有的(de)(de)能(neng)(neng)量可(ke)跟一只飛行中的(de)(de)蚊子(zi)(zi)(zi)相當。天文學上的(de)(de)黑(hei)洞比(bi)大型(xing)強(qiang)子(zi)(zi)(zi)對撞(zhuang)(zhuang)機(ji)能(neng)(neng)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)任(ren)何(he)東西的(de)(de)質(zhi)(zhi)量更(geng)(geng)重。據愛因斯坦的(de)(de)相對論描(miao)述(shu)的(de)(de)重力性(xing)質(zhi)(zhi)，大型(xing)強(qiang)子(zi)(zi)(zi)對撞(zhuang)(zhuang)機(ji)內(nei)不可(ke)能(neng)(neng)產(chan)生(sheng)(sheng)微(wei)小黑(hei)洞。然而(er)一些純理論預(yu)言大型(xing)強(qiang)子(zi)(zi)(zi)對撞(zhuang)(zhuang)機(ji)能(neng)(neng)產(chan)生(sheng)(sheng)這種粒子(zi)(zi)(zi)產(chan)品。所有這些理論都(dou)預(yu)測大型(xing)強(qiang)子(zi)(zi)(zi)對撞(zhuang)(zhuang)機(ji)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)此類粒子(zi)(zi)(zi)會立刻分(fen)解。因此它產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)黑(hei)洞將沒時間(jian)濃(nong)縮物(wu)質(zhi)(zhi)，產(chan)生(sheng)(sheng)肉眼可(ke)見(jian)的(de)(de)結果。
中科院國家天文臺研究員劉繼峰領導的國際團隊在世界上(shang)首次成(cheng)(cheng)功(gong)測量到X射線(xian)極(ji)亮天(tian)體(ti)的(de)黑洞(dong)質量，在該領域獲(huo)得重大(da)突破(po)，將增(zeng)進人們(men)(men)對黑洞(dong)及其周(zhou)圍極(ji)端物理過程的(de)認(ren)識。該研究成(cheng)(cheng)果2013年11月28日發(fa)表在國際權(quan)威雜志《自然》上(shang)。20世紀90年代以來，天(tian)文學家(jia)陸續(xu)在遙(yao)遠(yuan)(yuan)星(xing)系中發(fa)現了一(yi)(yi)(yi)批X射線(xian)光度極(ji)高(gao)的(de)天(tian)體(ti)，它們(men)(men)可(ke)能(neng)是(shi)(shi)人們(men)(men)一(yi)(yi)(yi)直(zhi)尋找(zhao)的(de)中等質量黑洞(dong)，也可(ke)能(neng)是(shi)(shi)具有特(te)殊(shu)輻射機制的(de)幾個或幾十個太陽質量的(de)恒星(xing)級(ji)黑洞(dong)。國際天(tian)文和天(tian)體(ti)物理界對此(ci)一(yi)(yi)(yi)直(zhi)難以定論(lun)。由于這類(lei)天(tian)體(ti)距(ju)離我們(men)(men)十分遙(yao)遠(yuan)(yuan)，通常為幾千萬光年，同(tong)時X射線(xian)照射黑洞(dong)吸積盤而產生的(de)光污染也非常強，因此(ci)測量極(ji)其困(kun)難。
劉(liu)繼峰團隊選(xuan)取(qu)有特色的天體(ti)目(mu)標(biao)，成功申請到位(wei)于美國夏威(wei)夷的8米(mi)大型雙子(zi)望遠(yuan)鏡(jing)以及10米(mi)凱克望遠(yuan)鏡(jing)各20小時的觀測時間，在3個月的時間跨度上對漩渦(wo)星(xing)系(xi)中(zhong)X射線極亮源(yuan)M101ULX－1進行了研究，并確認其(qi)中(zhong)心(xin)天體(ti)為一(yi)個質量(liang)與恒星(xing)可比擬的黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)。這個黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)加伴(ban)星(xing)形成的黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)雙星(xing)系(xi)統位(wei)于2200萬(wan)光年(nian)之(zhi)外，是人類迄今(jin)發現的距離(li)地球最遙(yao)遠(yuan)的黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)雙星(xing)。?
2001年(nian)1月(yue)，英國(guo)(guo)圣安德魯大學著名理論物理科(ke)學家(jia)烏爾夫·利昂哈特宣布他和其他英國(guo)(guo)科(ke)研人員將在(zai)實(shi)(shi)驗室(shi)中(zhong)制造出(chu)一(yi)個黑洞，當時沒有(you)人對此感到驚訝(ya)。然而(er)俄《真(zhen)理報(bao)》日前披露俄羅斯科(ke)學家(jia)的(de)(de)預言：黑洞不僅可以在(zai)實(shi)(shi)驗室(shi)中(zhong)制造出(chu)來，而(er)且50年(nian)后，具有(you)巨大能量(liang)的(de)(de)“黑洞炸彈(dan)”將使(shi)如 今人類談虎色變的(de)(de)“原(yuan)子(zi)彈(dan)”也相形見絀。
人造(zao)黑洞(dong)(dong)的(de)(de)設想由威(wei)廉·昂(ang)魯教(jiao)授提出，他認為聲波在(zai)流體中的(de)(de)表現(xian)(xian)與光在(zai)黑洞(dong)(dong)中的(de)(de)表現(xian)(xian)非(fei)常相(xiang)似，如果使(shi)流體的(de)(de)速度(du)超過音(yin)速，那(nei)么(me)事實上就(jiu)已經在(zai)該(gai)流體中建立了一個人造(zao)黑洞(dong)(dong)現(xian)(xian)象。但利昂(ang)哈特(te)博(bo)士打算制造(zao)的(de)(de)人造(zao)黑洞(dong)(dong)由于缺(que)乏足夠的(de)(de)引力(li)，除了光線外(wai)，無法像真正的(de)(de)黑洞(dong)(dong)那(nei)樣(yang)“吞下周圍(wei)的(de)(de)所有東西”。
俄羅(luo)斯科學家亞力克山大·特羅(luo)菲(fei)蒙科認(ren)為，能(neng)吞(tun)噬萬物的(de)(de)真(zhen)正宇宙黑(hei)洞(dong)也完全可以通(tong)過(guo)實驗(yan)室“制造(zao)(zao)出來”：一(yi)個原子(zi)核(he)大小的(de)(de)黑(hei)洞(dong)，它的(de)(de)能(neng)量將超過(guo)一(yi)家核(he)工(gong)廠。如果(guo)人類有一(yi)天真(zhen)的(de)(de)制造(zao)(zao)出黑(hei)洞(dong)炸彈(dan)，那么一(yi)顆黑(hei)洞(dong)炸彈(dan)爆炸后產生(sheng)的(de)(de)能(neng)量，將相(xiang)當(dang)于數顆原子(zi)彈(dan)同(tong)時爆炸，它至(zhi)少可以造(zao)(zao)成10億人死亡。”?
2011年12月，一個國際研究小組利用歐洲南方天文臺的“甚大望遠鏡”，發現一個星云正在靠近位(wei)于銀河(he)系中(zhong)央的黑洞并(bing)將被其吞噬。
這(zhe)是(shi)(shi)天文學家首次觀測到(dao)黑(hei)洞(dong)(dong)“捕(bu)捉”星云的(de)過程。觀測顯(xian)示，這(zhe)個(ge)(ge)星云的(de)質(zhi)量約是(shi)(shi)地球的(de)3倍(bei)，它的(de)位置來逐漸靠(kao)近(jin)“人馬座A星”黑(hei)洞(dong)(dong)。這(zhe)個(ge)(ge)黑(hei)洞(dong)(dong)的(de)質(zhi)量約是(shi)(shi)太陽(yang)的(de)400萬倍(bei)，是(shi)(shi)距離(li)我們最近(jin)的(de)大型黑(hei)洞(dong)(dong)。研究(jiu)人員(yuan)分析(xi)認為，到(dao)2013年(nian)，這(zhe)個(ge)(ge)星云將離(li)黑(hei)洞(dong)(dong)非常近(jin)，有可能被黑(hei)洞(dong)(dong)逐漸吞噬。?
另外(wai)，黑洞并不是(shi)實(shi)實(shi)在(zai)在(zai)的(de)(de)星球，而是(shi)一(yi)(yi)個(ge)(ge)幾乎空(kong)(kong)空(kong)(kong)如也的(de)(de)天區。黑洞又(you)是(shi)宇(yu)宙(zhou)中(zhong)物(wu)(wu)(wu)質密度最高的(de)(de)地(di)方，地(di)球如果(guo)變(bian)成黑洞，只有(you)一(yi)(yi)顆黃豆那么大。原來，黑洞中(zhong)的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質不是(shi)平均分布在(zai)這(zhe)個(ge)(ge)天區的(de)(de)，而是(shi)集中(zhong)在(zai)天區的(de)(de)中(zhong)心。這(zhe)個(ge)(ge)中(zhong)心具(ju)有(you)極強的(de)(de)引(yin)力，任何物(wu)(wu)(wu)體只能在(zai)這(zhe)個(ge)(ge)中(zhong)心外(wai)圍游弋。一(yi)(yi)旦不慎越過(guo)邊界，就會被強大的(de)(de)引(yin)力拽向(xiang)中(zhong)心，最終化為粉末，落(luo)到黑洞中(zhong)心。因此，黑洞是(shi)一(yi)(yi)個(ge)(ge)名副其實(shi)的(de)(de)太空(kong)(kong)魔王。
黑洞內部(bu)只有(you)三個物理量有(you)意(yi)義：質量、電荷、角(jiao)動量。
1973年霍金、卡(ka)特(te)爾（B. Carter）等人嚴格證明了“黑洞(dong)無毛定(ding)理(li)”：“無論什么(me)樣的(de)(de)(de)黑洞(dong)，其(qi)最終(zhong)性質(zhi)僅(jin)由幾(ji)個物理(li)量（質(zhi)量、角動量、電荷）惟一(yi)確定(ding)”。即當黑洞(dong)形(xing)成之后，只(zhi)剩下這三個不(bu)能變為電磁輻射的(de)(de)(de)守恒量，其(qi)他一(yi)切(qie)信息（“毛發”）都(dou)喪(sang)失了，黑洞(dong)幾(ji)乎沒(mei)有(you)形(xing)成它的(de)(de)(de)物質(zhi)所具有(you)的(de)(de)(de)任(ren)何復雜(za)性質(zhi)，對前身物質(zhi)的(de)(de)(de)形(xing)狀(zhuang)或成分都(dou)沒(mei)有(you)記憶(yi)。 于是(shi)“黑洞(dong)”的(de)(de)(de)術語發明家惠勒戲(xi)稱這特(te)性為“黑洞(dong)無毛”。
對于(yu)物(wu)理學家(jia)來(lai)說(shuo)，一(yi)個黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)或(huo)一(yi)塊方糖都(dou)是極為(wei)復雜(za)的(de)(de)物(wu)體，因(yin)為(wei)對它們的(de)(de)完整描述，即包括它們的(de)(de)原(yuan)子(zi)和(he)原(yuan)子(zi)核結(jie)構在(zai)內的(de)(de)描述，需(xu)要(yao)有(you)億萬個參量(liang)(liang)(liang)。與(yu)此(ci)相比，一(yi)個研究(jiu)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)外部(bu)的(de)(de)物(wu)理學家(jia)就沒有(you)這樣的(de)(de)問題。黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)是一(yi)種極其簡單的(de)(de)物(wu)體，如果知道(dao)了它的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)、角(jiao)動(dong)量(liang)(liang)(liang)和(he)電(dian)荷，也就知道(dao)了有(you)關它的(de)(de)一(yi)切。黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)幾乎不保持形(xing)成它的(de)(de)物(wu)質(zhi)(zhi)所(suo)具有(you)的(de)(de)任(ren)何復雜(za)性(xing)質(zhi)(zhi)。它對前身(shen)物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)形(xing)狀或(huo)成分都(dou)沒有(you)記憶，它保持的(de)(de)只(zhi)是質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)、角(jiao)動(dong)量(liang)(liang)(liang)、電(dian)荷。消(xiao)繁歸簡或(huo)許(xu)是黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)最基(ji)本(ben)的(de)(de)特征(zheng)。有(you)關黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)大多(duo)數術語的(de)(de)發(fa)明家(jia)約克·惠勒，在(zai)60年前把這種特征(zheng)稱(cheng)為(wei)“黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)無毛”。
超(chao)大(da)(da)質(zhi)量黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)有(you)幾個方(fang)法(fa)(fa)(fa)。最(zui)明顯的(de)(de)是以(yi)緩慢的(de)(de)吸積(ji)（由(you)恒星的(de)(de)大(da)(da)小開(kai)(kai)始）來形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)。另一個方(fang)法(fa)(fa)(fa)涉(she)及氣云萎縮(suo)成(cheng)(cheng)(cheng)數十萬太(tai)陽質(zhi)量以(yi)上的(de)(de)相對論星體。該星體會(hui)(hui)因(yin)其(qi)核心(xin)(xin)產生正負(fu)電(dian)子對所造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)徑向擾(rao)動而開(kai)(kai)始出(chu)現不(bu)穩定狀態，并會(hui)(hui)直接(jie)在沒有(you)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)超(chao)新星的(de)(de)情況下萎縮(suo)成(cheng)(cheng)(cheng)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)。第三(san)個方(fang)法(fa)(fa)(fa)涉(she)及了正在核坍(tan)縮(suo)的(de)(de)高密度(du)星團，它那負(fu)熱(re)容會(hui)(hui)促(cu)使核心(xin)(xin)的(de)(de)分(fen)散速(su)度(du)成(cheng)(cheng)(cheng)為相對論速(su)度(du)。最(zui)后是在大(da)(da)爆炸(zha)的(de)(de)瞬(shun)間(jian)從外壓制(zhi)造(zao)太(tai)初(chu)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)。超(chao)大(da)(da)質(zhi)量黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)平均密度(du)可以(yi)很低，甚至比空氣密度(du)還要低。這是因(yin)為史瓦西(xi)半徑與其(qi)質(zhi)量成(cheng)(cheng)(cheng)正比，而密度(du)則(ze)與體積(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)反比。由(you)于球(qiu)體（如非旋轉黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)事(shi)件視界）體積(ji)是與半徑立方(fang)成(cheng)(cheng)(cheng)正比，而質(zhi)量差不(bu)多以(yi)直線(xian)增長(chang)，體積(ji)增長(chang)率(lv)則(ze)會(hui)(hui)更大(da)(da)。故此，密度(du)會(hui)(hui)隨黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)半徑增長(chang)而減少。在黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)中心(xin)(xin)，是物(wu)(wu)理(li)學中最(zui)為神秘的(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)之一——奇點，也就是時間(jian)、空間(jian)和一切已知(zhi)的(de)(de)物(wu)(wu)理(li)學法(fa)(fa)(fa)則(ze)土崩瓦解的(de)(de)所在點。?
在熱力(li)(li)學的角度(du)，時空也(ye)被(bei)認(ren)為(wei)是全息(xi)圖，根據全息(xi)原理，其內的表面積(ji)有關(guan)，也(ye)可(ke)進一步解釋為(wei)熱力(li)(li)學的時間(jian)方(fang)向。由(you)于過(guo)去(qu)和(he)將來(lai)的全息(xi)屏區域在不同的方(fang)向增加，因此(ci)時間(jian)的方(fang)向可(ke)以對應著兩種不同類型(xing)的全息(xi)屏。
2016年，科(ke)學(xue)家杰希.陳(chen)安預言(yan)，黑洞可能是一個時間靜止的狀態。
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