黑洞就(jiu)是(shi)中(zhong)心的一個密度(du)無(wu)限大(da)、時空曲率無(wu)限高、體積無(wu)限小，熱量(liang)無(wu)限大(da)的奇點(dian)和周圍一部(bu)分空空如(ru)也的天(tian)區，這(zhe)個天(tian)區范圍之內不(bu)可見。依據阿爾(er)伯特-愛(ai)因斯坦的相對論，當一顆垂死恒星崩潰(kui)，它將聚集成(cheng)一點(dian)，這(zhe)里將成(cheng)為黑洞，吞噬鄰近宇(yu)宙區域(yu)的所(suo)有(you)光線(xian)和任何物(wu)質。
黑洞(dong)的(de)(de)(de)(de)產生過程類似于中(zhong)子(zi)星(xing)的(de)(de)(de)(de)產生過程：某一個恒星(xing)在準備滅亡，核心在自身重力的(de)(de)(de)(de)作用下(xia)迅(xun)速(su)地收縮(suo)，塌陷，發生強力爆炸。當(dang)核心中(zhong)所(suo)有的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質都變(bian)成中(zhong)子(zi)時(shi)收縮(suo)過程立即停止(zhi)，被壓(ya)縮(suo)成一個密(mi)實的(de)(de)(de)(de)星(xing)體，同時(shi)也(ye)壓(ya)縮(suo)了內部的(de)(de)(de)(de)空間和時(shi)間。但在黑洞(dong)情況(kuang)下(xia)，由于恒星(xing)核心的(de)(de)(de)(de)質量大到使收縮(suo)過程無休(xiu)止(zhi)地進(jin)行(xing)下(xia)去，連中(zhong)子(zi)間的(de)(de)(de)(de)排斥力也(ye)無法(fa)阻擋。中(zhong)子(zi)本(ben)身在擠壓(ya)引力自身的(de)(de)(de)(de)吸引下(xia)被碾為粉末，剩下(xia)來的(de)(de)(de)(de)是一個密(mi)度高(gao)到難以想象的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質。由于高(gao)質量而(er)產生的(de)(de)(de)(de)引力，使得任何靠(kao)近它(ta)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)體都會被它(ta)吸進(jin)去。?
也(ye)(ye)可(ke)以簡(jian)單理(li)解為(wei)：通常恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)最(zui)(zui)初只含氫元(yuan)素，恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)內部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫原子(zi)(zi)核時刻相互(hu)碰撞，發生聚(ju)變(bian)。由于(yu)(yu)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)質量(liang)(liang)很大，聚(ju)變(bian)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)與恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)萬有引(yin)力(li)抗(kang)衡，以維持恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定。由于(yu)(yu)氫原子(zi)(zi)核的(de)(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)變(bian)產生新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素——氦元(yuan)素，接著，氦原子(zi)(zi)也(ye)(ye)參(can)與聚(ju)變(bian)，改變(bian)結構(gou)(gou)，生成(cheng)鋰(li)元(yuan)素。如此(ci)類推，按照元(yuan)素周期表的(de)(de)(de)(de)(de)(de)順序，會依次有鈹元(yuan)素、硼元(yuan)素、碳元(yuan)素、氮(dan)元(yuan)素等(deng)生成(cheng)，直至(zhi)鐵(tie)(tie)元(yuan)素生成(cheng)，該恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)便會坍塌。這是由于(yu)(yu)鐵(tie)(tie)元(yuan)素相當穩定，參(can)與聚(ju)變(bian)時釋放(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)小于(yu)(yu)所需能(neng)量(liang)(liang)，因(yin)而(er)聚(ju)變(bian)停止，而(er)鐵(tie)(tie)元(yuan)素存在于(yu)(yu)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)內部，導致恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)內部不具有足夠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)與質量(liang)(liang)巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)萬有引(yin)力(li)抗(kang)衡，從而(er)引(yin)發恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)坍塌，最(zui)(zui)終形成(cheng)黑(hei)(hei)洞(dong)。說它(ta)“黑(hei)(hei)”，是因(yin)為(wei)它(ta)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)力(li)使得(de)它(ta)周圍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光都無法(fa)逃逸。跟中子(zi)(zi)星(xing)(xing)(xing)(xing)一樣，黑(hei)(hei)洞(dong)也(ye)(ye)是由質量(liang)(liang)大于(yu)(yu)太陽質量(liang)(liang)好幾十甚至(zhi)幾百倍以上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)演化而(er)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
當一顆恒(heng)星衰老時，它的熱核反應已經(jing)耗盡(jin)了中(zhong)心(xin)的燃料，由中(zhong)心(xin)產(chan)生的能(neng)量(liang)已經(jing)不(bu)多(duo)了。這樣，它再也沒有足(zu)夠的力量(liang)來承擔起外殼巨大的重量(liang)。所以在外殼的重壓之下，核心(xin)開始(shi)坍(tan)縮，物質將不(bu)可阻擋地(di)向著中(zhong)心(xin)點進(jin)軍，直到最(zui)后形成體(ti)積接近無限(xian)小、密度(du)幾乎(hu)無限(xian)大的星體(ti)。而當它的半(ban)徑一旦收縮到一定程度(du)（一定小于史瓦西半(ban)徑），質量(liang)導致(zhi)的時空扭曲就使(shi)得即使(shi)光也無法向外射(she)出——“黑洞”就誕(dan)生了。
黑洞通常是(shi)因為(wei)它(ta)們(men)聚攏(long)周(zhou)圍(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)產(chan)生輻(fu)(fu)(fu)射(she)而(er)(er)被發現的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這一過(guo)程被稱(cheng)為(wei)吸(xi)(xi)(xi)積(ji)(ji)(ji)。高(gao)溫氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)輻(fu)(fu)(fu)射(she)熱能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效率會(hui)嚴(yan)重影響吸(xi)(xi)(xi)積(ji)(ji)(ji)流的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾(ji)何與動力(li)學特性(xing)。已(yi)觀(guan)測到(dao)了(le)輻(fu)(fu)(fu)射(she)效率較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)薄盤以及輻(fu)(fu)(fu)射(she)效率較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚盤。當吸(xi)(xi)(xi)積(ji)(ji)(ji)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)接近(jin)中(zhong)(zhong)央(yang)黑洞時，它(ta)們(men)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)(fu)(fu)射(she)對(dui)黑洞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)轉以是(shi)中(zhong)(zhong)央(yang)延展物(wu)質(zhi)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)流動。吸(xi)(xi)(xi)積(ji)(ji)(ji)是(shi)天(tian)體(ti)(ti)物(wu)理中(zhong)(zhong)最(zui)普遍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程之(zhi)(zhi)一，而(er)(er)且(qie)也(ye)(ye)正是(shi)因為(wei)吸(xi)(xi)(xi)積(ji)(ji)(ji)才形(xing)成了(le)我(wo)們(men)周(zhou)圍(wei)許多常見(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構。在宇宙早(zao)期，當氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)朝由(you)暗(an)物(wu)質(zhi)造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)(yin)力(li)勢(shi)阱中(zhong)(zhong)心流動時形(xing)成了(le)星(xing)系。即使到(dao)了(le)今天(tian)，恒星(xing)依然是(shi)由(you)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)云在其自(zi)身引(yin)(yin)力(li)作用下坍縮(suo)碎(sui)裂，進而(er)(er)通過(guo)吸(xi)(xi)(xi)積(ji)(ji)(ji)周(zhou)圍(wei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)而(er)(er)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。行星(xing)（包括地球）也(ye)(ye)是(shi)在新形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)恒星(xing)周(zhou)圍(wei)通過(guo)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)和巖(yan)石的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)聚集而(er)(er)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。當中(zhong)(zhong)央(yang)天(tian)體(ti)(ti)是(shi)一個(ge)黑洞時，吸(xi)(xi)(xi)積(ji)(ji)(ji)就會(hui)展現出它(ta)最(zui)為(wei)壯觀(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一面。黑洞除了(le)吸(xi)(xi)(xi)積(ji)(ji)(ji)物(wu)質(zhi)之(zhi)(zhi)外，還(huan)通過(guo)霍金蒸發過(guo)程向外輻(fu)(fu)(fu)射(she)粒子(zi)。
由于(yu)(yu)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)密度極大，根(gen)據公式我們(men)可(ke)(ke)以知道密度=質(zhi)量(liang)(liang)/體積(ji)，為(wei)(wei)了(le)讓黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)密度無限(xian)大，而黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)不變(bian)，那就說明黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)體積(ji)要無限(xian)小，這樣才能(neng)(neng)成為(wei)(wei)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)。黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)是(shi)由一些恒(heng)星(xing)(xing)“滅(mie)亡”后所形成的(de)死星(xing)(xing)，它(ta)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)極大，體積(ji)極小。但(dan)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)也有(you)滅(mie)亡的(de)那天，按(an)照霍(huo)金的(de)理論，在(zai)量(liang)(liang)子物理中，有(you)一種名為(wei)(wei)“隧道效應”的(de)現象，即一個粒(li)子的(de)場強分(fen)布(bu)雖然盡可(ke)(ke)能(neng)(neng)讓能(neng)(neng)量(liang)(liang)低(di)的(de)地(di)方較強，但(dan)即使在(zai)能(neng)(neng)量(liang)(liang)相(xiang)(xiang)當(dang)高(gao)的(de)地(di)方，場強仍(reng)會有(you)分(fen)布(bu)，對于(yu)(yu)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)邊界來說，這就是(shi)一堵能(neng)(neng)量(liang)(liang)相(xiang)(xiang)當(dang)高(gao)的(de)勢壘，但(dan)是(shi)粒(li)子仍(reng)有(you)可(ke)(ke)能(neng)(neng)出去。
霍金還證明，每個(ge)黑洞(dong)(dong)都有一定的(de)(de)溫(wen)度(du)，而且溫(wen)度(du)的(de)(de)高低與(yu)黑洞(dong)(dong)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量成反比例。也就是說，大(da)黑洞(dong)(dong)溫(wen)度(du)低，蒸(zheng)發(fa)(fa)(fa)也微弱；小黑洞(dong)(dong)的(de)(de)溫(wen)度(du)高蒸(zheng)發(fa)(fa)(fa)也強烈，類似劇烈的(de)(de)爆發(fa)(fa)(fa)。相當(dang)于一個(ge)太(tai)陽質(zhi)(zhi)量的(de)(de)黑洞(dong)(dong)，大(da)約(yue)要1x10^66年才能蒸(zheng)發(fa)(fa)(fa)殆盡；相當(dang)于一顆小行(xing)星質(zhi)(zhi)量的(de)(de)黑洞(dong)(dong)會在(zai)1x10-21秒內蒸(zheng)發(fa)(fa)(fa)得干(gan)干(gan)凈凈。
黑洞會(hui)(hui)發出(chu)耀(yao)眼的光(guang)芒，體(ti)積會(hui)(hui)縮小，甚至會(hui)(hui)爆炸，會(hui)(hui)噴射(she)物(wu)體(ti)，發出(chu)耀(yao)眼的光(guang)芒。當英國物(wu)理學家斯(si)蒂(di)芬·威廉·霍金于1974年做此(ci)預言時，整個科(ke)學界為之震(zhen)動(dong)。
霍(huo)金的(de)理論(lun)是受靈感(gan)支(zhi)配的(de)思維的(de)飛躍，他(ta)結合了廣義相對論(lun)和(he)(he)量(liang)子(zi)理論(lun)，他(ta)發(fa)現黑(hei)洞周圍的(de)引力場釋(shi)放出(chu)能量(liang)，同(tong)時消耗黑(hei)洞的(de)能量(liang)和(he)(he)質(zhi)量(liang)。
假設一(yi)對粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)會(hui)在(zai)(zai)任何時刻(ke)、任何地(di)點被創(chuang)(chuang)(chuang)生(sheng)，被創(chuang)(chuang)(chuang)生(sheng)的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)就(jiu)是(shi)正(zheng)(zheng)(zheng)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)與反(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)，而如果這一(yi)創(chuang)(chuang)(chuang)生(sheng)過程(cheng)發生(sheng)在(zai)(zai)黑洞(dong)(dong)附近(jin)(jin)的(de)(de)話就(jiu)會(hui)有兩種情況(kuang)發生(sheng)：兩粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)湮滅、一(yi)個(ge)(ge)(ge)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)被吸入黑洞(dong)(dong)。“一(yi)個(ge)(ge)(ge)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)被吸入黑洞(dong)(dong)”這一(yi)情況(kuang)：在(zai)(zai)黑洞(dong)(dong)附近(jin)(jin)創(chuang)(chuang)(chuang)生(sheng)的(de)(de)一(yi)對粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)其中一(yi)個(ge)(ge)(ge)反(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)會(hui)被吸入黑洞(dong)(dong)，而正(zheng)(zheng)(zheng)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)會(hui)逃逸(yi)，由于能量(liang)不能憑空創(chuang)(chuang)(chuang)生(sheng)，我們設反(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)攜(xie)(xie)帶負能量(liang)，正(zheng)(zheng)(zheng)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)攜(xie)(xie)帶正(zheng)(zheng)(zheng)能量(liang)，而反(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)所有運(yun)動過程(cheng)可以視為(wei)是(shi)一(yi)個(ge)(ge)(ge)正(zheng)(zheng)(zheng)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)為(wei)之相反(fan)的(de)(de)運(yun)動過程(cheng)，如一(yi)個(ge)(ge)(ge)反(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)被吸入黑洞(dong)(dong)可視為(wei)一(yi)個(ge)(ge)(ge)正(zheng)(zheng)(zheng)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)從黑洞(dong)(dong)逃逸(yi)。這一(yi)情況(kuang)就(jiu)是(shi)一(yi)個(ge)(ge)(ge)攜(xie)(xie)帶著從黑洞(dong)(dong)里來的(de)(de)正(zheng)(zheng)(zheng)能量(liang)的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)逃逸(yi)了(le)，即黑洞(dong)(dong)的(de)(de)總(zong)能量(liang)少了(le)，而愛(ai)因斯坦(tan)的(de)(de)質能方程(cheng)E=mc2表明，能量(liang)的(de)(de)損失(shi)會(hui)導致質量(liang)的(de)(de)損失(shi)。
當黑洞(dong)(dong)(dong)的(de)質(zhi)量越來越小(xiao)時，它的(de)溫度會越來越高(gao)。這樣，當黑洞(dong)(dong)(dong)損失質(zhi)量時，它的(de)溫度和發(fa)射(she)(she)率增(zeng)加(jia)，因而它的(de)質(zhi)量損失得更快。這種“霍金輻(fu)(fu)射(she)(she)”對大多(duo)數黑洞(dong)(dong)(dong)來說可(ke)以忽(hu)略(lve)不計，因為大黑洞(dong)(dong)(dong)輻(fu)(fu)射(she)(she)的(de)比較慢，而小(xiao)黑洞(dong)(dong)(dong)則以極高(gao)的(de)速度輻(fu)(fu)射(she)(she)能量，直到黑洞(dong)(dong)(dong)的(de)爆(bao)炸(zha)。
據(ju)英國(guo)媒體報(bao)道，一(yi)項新的(de)理(li)論(lun)指出黑(hei)洞(dong)的(de)死(si)亡方(fang)式可能是以轉變為(wei)(wei)白洞(dong)的(de)方(fang)式進行(xing)的(de)。理(li)論(lun)上來(lai)說，白洞(dong)在行(xing)為(wei)(wei)上恰(qia)好是黑(hei)洞(dong)的(de)反面(mian)——黑(hei)洞(dong)不斷吞(tun)噬(shi)物(wu)質(zhi)，而白洞(dong)則不斷向外噴射物(wu)質(zhi)。 這一(yi)發現最早是由英國(guo)某雜志網站(zhan)報(bao)道的(de)，其理(li)論(lun)依據(ju)是晦澀的(de)量子引(yin)力理(li)論(lun)。
恒(heng)星(xing)的(de)(de)時(shi)空(kong)扭曲改變(bian)了光(guang)(guang)(guang)線(xian)的(de)(de)路(lu)徑(jing)(jing)，使(shi)之和原(yuan)先(xian)沒有(you)恒(heng)星(xing)情況下的(de)(de)路(lu)徑(jing)(jing)不(bu)(bu)一(yi)樣。光(guang)(guang)(guang)在恒(heng)星(xing)表面附(fu)近(jin)稍微向(xiang)內偏(pian)折(zhe)，在日食(shi)時(shi)觀(guan)察遠(yuan)(yuan)(yuan)處恒(heng)星(xing)發出(chu)(chu)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)線(xian)，可(ke)(ke)以看到(dao)這(zhe)種偏(pian)折(zhe)現象。當該恒(heng)星(xing)向(xiang)內坍塌時(shi)，其(qi)(qi)(qi)質量導致(zhi)的(de)(de)時(shi)空(kong)扭曲變(bian)得(de)(de)很強(qiang)，光(guang)(guang)(guang)線(xian)向(xiang)內偏(pian)折(zhe)得(de)(de)也(ye)更(geng)(geng)強(qiang)，從(cong)(cong)而使(shi)得(de)(de)光(guang)(guang)(guang)子(zi)從(cong)(cong)恒(heng)星(xing)逃(tao)(tao)逸(yi)變(bian)得(de)(de)更(geng)(geng)為(wei)困難。對于(yu)在遠(yuan)(yuan)(yuan)處的(de)(de)觀(guan)察者而言，光(guang)(guang)(guang)線(xian)變(bian)得(de)(de)更(geng)(geng)黯(an)淡更(geng)(geng)紅。最后，當這(zhe)恒(heng)星(xing)收(shou)縮(suo)到(dao)某一(yi)臨界半(ban)徑(jing)(jing)（史(shi)瓦西半(ban)徑(jing)(jing)）時(shi)，其(qi)(qi)(qi)質量導致(zhi)時(shi)空(kong)扭曲變(bian)得(de)(de)如(ru)此之強(qiang)，使(shi)得(de)(de)光(guang)(guang)(guang)向(xiang)內偏(pian)折(zhe)得(de)(de)也(ye)如(ru)此之強(qiang)，以至于(yu)光(guang)(guang)(guang)也(ye)逃(tao)(tao)逸(yi)不(bu)(bu)出(chu)(chu)去 。這(zhe)樣，如(ru)果光(guang)(guang)(guang)都(dou)逃(tao)(tao)逸(yi)不(bu)(bu)出(chu)(chu)來(lai)，其(qi)(qi)(qi)他(ta)東西更(geng)(geng)不(bu)(bu)可(ke)(ke)能(neng)(neng)逃(tao)(tao)逸(yi)，都(dou)會(hui)被拉回去。也(ye)就(jiu)是說(shuo)，存在一(yi)個(ge)事(shi)(shi)件的(de)(de)集合或時(shi)空(kong)區(qu)域(yu)，光(guang)(guang)(guang)或任何東西都(dou)不(bu)(bu)可(ke)(ke)能(neng)(neng)從(cong)(cong)該區(qu)域(yu)逃(tao)(tao)逸(yi)而到(dao)達遠(yuan)(yuan)(yuan)處的(de)(de)觀(guan)察者，這(zhe)樣的(de)(de)區(qu)域(yu)稱作黑洞。將其(qi)(qi)(qi)邊界稱作事(shi)(shi)件視界，它(ta)和剛好不(bu)(bu)能(neng)(neng)從(cong)(cong)黑洞逃(tao)(tao)逸(yi)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)線(xian)的(de)(de)軌跡相重合。
與別的(de)(de)天體相(xiang)(xiang)比，黑洞(dong)十分(fen)特(te)殊。人們無法直接觀(guan)察到它(ta)(ta)，科學家也(ye)只能對(dui)(dui)它(ta)(ta)內(nei)部結構提出(chu)各種猜想(xiang)。而使得黑洞(dong)把自己(ji)隱藏(zang)起來的(de)(de)的(de)(de)原(yuan)因(yin)即(ji)是彎(wan)曲的(de)(de)時空。根據廣義相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)論，時空會在(zai)引力場作用下彎(wan)曲。這時候，光雖(sui)然仍然沿任意(yi)兩點間的(de)(de)最短光程傳播(bo)，但相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)而言它(ta)(ta)已彎(wan)曲。在(zai)經過大密(mi)度的(de)(de)天體時，時空會彎(wan)曲，光也(ye)就(jiu)偏離了原(yuan)來的(de)(de)方向。
在(zai)地球上，由于(yu)引力(li)場作用很小，時空的扭曲是(shi)(shi)微乎(hu)其(qi)微的。而在(zai)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)周圍，時空的這種變形非常大。這樣，即使是(shi)(shi)被黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)擋著(zhu)的恒(heng)星發出(chu)的光，雖然(ran)有一(yi)部(bu)分(fen)會落入黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)中(zhong)消(xiao)失，可另一(yi)部(bu)分(fen)光線會通過彎曲的空間中(zhong)繞過黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)而到(dao)達地球。觀察到(dao)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)背面(mian)的星空，就(jiu)像黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)不存在(zai)一(yi)樣，這就(jiu)是(shi)(shi)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)的隱身術。
更(geng)有(you)趣(qu)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)，有(you)些恒(heng)星不(bu)僅是(shi)(shi)朝著地(di)(di)球發出(chu)的(de)(de)(de)光能(neng)直接到達地(di)(di)球，它(ta)朝其(qi)它(ta)方向發射的(de)(de)(de)光也(ye)可能(neng)被(bei)附近的(de)(de)(de)黑洞的(de)(de)(de)強引力(li)折射而能(neng)到達地(di)(di)球。這(zhe)樣我們不(bu)僅能(neng)看見這(zhe)顆恒(heng)星的(de)(de)(de)“臉”，還同(tong)時看到它(ta)的(de)(de)(de)“側面”、甚至“后背”，這(zhe)是(shi)(shi)宇(yu)宙中的(de)(de)(de)“引力(li)透鏡”效應。
這張紅外波(bo)段圖(tu)像拍(pai)攝的(de)(de)是我們所(suo)居住銀河系的(de)(de)中(zhong)心部(bu)位(wei)，所(suo)有銀河系的(de)(de)恒(heng)星都(dou)圍(wei)繞銀心部(bu)位(wei)可能(neng)存在的(de)(de)一個超大質(zhi)量(liang)(liang)黑洞公轉。 據(ju)美(mei)國太空網報道，一項(xiang)新的(de)(de)研究顯示，宇宙中(zhong)最大質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)黑洞開始(shi)快(kuai)速成(cheng)長的(de)(de)時期可能(neng)比科學家原先的(de)(de)估計更(geng)早，并(bing)且仍(reng)在加速成(cheng)長。
一個來自以色(se)列特拉維(wei)夫大(da)學(xue)的(de)天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)小(xiao)組發現，宇(yu)宙中最大(da)質量黑洞的(de)首次快速成(cheng)長期出現在宇(yu)宙年(nian)齡(ling)約為12億年(nian)時，而非之前認為的(de)20~40億年(nian)。天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)們估計宇(yu)宙的(de)年(nian)齡(ling)約為138.2億年(nian)。
同(tong)時，這項研(yan)究還發現(xian)宇(yu)宙中最(zui)古老、質量最(zui)大的黑洞同(tong)樣具有非常快速(su)的成長。有關(guan)這一發現(xian)的詳細情況發表在(zai)《天體物(wu)理學報(bao)》雜志(zhi)上。
如果(guo)黑洞足夠大，宇航(hang)員會開始(shi)覺察到拉(la)著他(ta)(ta)腳的重(zhong)(zhong)力(li)比拉(la)著他(ta)(ta)頭的重(zhong)(zhong)力(li)更強大，這種吸(xi)引力(li)拖著他(ta)(ta)無情地向下落，重(zhong)(zhong)力(li)差會迅速加大而將(jiang)他(ta)(ta)撕裂（拉(la)伸線(xian)），最(zui)終他(ta)(ta)的遺(yi)體會被(bei)分解(jie)而落入黑洞那無限(xian)致密核心。
普金斯基和他的(de)兩個學(xue)生艾哈(ha)邁(mai)德·艾姆(mu)哈(ha)里、詹姆(mu)斯·薩利，加上該校的(de)另一(yi)位(wei)弦理論學(xue)家(jia)唐納德·馬洛夫一(yi)起(qi)，對這(zhe)一(yi)事(shi)件(jian)進行了重(zhong)新計(ji)算。根據他們的(de)計(ji)算，卻呈(cheng)現出完全(quan)不同的(de)另一(yi)番場景：量子效(xiao)應會(hui)把事(shi)件(jian)視界變成沸騰的(de)粒子大(da)漩渦，任何東(dong)西掉(diao)進去都會(hui)撞(zhuang)到一(yi)面火焰墻上而被瞬間烤(kao)焦。
美國(guo)宇航局有(you)(you)關一(yi)個(ge)超大質(zhi)(zhi)量(liang)黑洞及其周圍(wei)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)盤(pan)，炙熱的(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)團（一(yi)個(ge)呈粉紅(hong)色，一(yi)個(ge)呈黃(huang)色）每一(yi)個(ge)的(de)體積都與太陽(yang)相當(dang)，環(huan)繞距離黑洞較(jiao)近的(de)軌道運行。科(ke)學(xue)家認(ren)為所有(you)(you)大型星系中(zhong)心都存(cun)在超大質(zhi)(zhi)量(liang)黑洞。黑洞一(yi)直(zhi)在吞噬被(bei)稱之為“活躍星系核”的(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)。由于(yu)被(bei)明亮并且(qie)溫度(du)極高(gao)的(de)下落(luo)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)盤(pan)環(huan)繞，黑洞的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)很難確(que)定。根據刊(kan)登在《自然》雜志上的(de)一(yi)篇研究論文，基于(yu)對繞黑洞運行物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)旋轉速度(du)的(de)計算結果，37個(ge)已知星系中(zhong)心黑洞的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)實際上低(di)于(yu)此前的(de)預計。
一位美國理(li)論(lun)物理(li)學家經過(guo)數學計算得(de)出結論(lun)——黑(hei)洞(dong)根本就不存(cun)在。相關論(lun)文分(fen)別發表在著名的(de)預(yu)印本網站ArXiv和《物理(li)快報B》雜志(zhi)上(shang)。
“得出這(zhe)個結論(lun)后，即便我(wo)(wo)本人都感到十分震(zhen)撼。”提出這(zhe)一理(li)論(lun)的美國北卡羅來納(na)大學教堂(tang)山分校理(li)論(lun)物(wu)理(li)學教授勞拉·梅(mei)爾西尼—霍頓這(zhe)樣描述自己的感受。她說：“科學家們(men)研究這(zhe)個問題已(yi)經超過了(le)50年，而這(zhe)個解決方案給了(le)我(wo)(wo)們(men)許(xu)多新(xin)的思考。”
1974年，霍(huo)(huo)金(jin)通(tong)過(guo)量子力學(xue)的方法得(de)出結論：黑洞不僅(jin)能夠(gou)吸收(shou)黑洞外的物質(zhi)，同(tong)樣也能以熱輻射的方式向外“吐出”物質(zhi)。而這種量子力學(xue)現象，就被稱為霍(huo)(huo)金(jin)輻射。
物理學(xue)家(jia)組(zu)織網(wang)2014年9月25日（北(bei)京時間）報道稱(cheng)，新研究中梅爾(er)(er)西(xi)(xi)尼—霍(huo)頓(dun)描述了一種全(quan)新的(de)方案。她(ta)和霍(huo)金都同意，當恒(heng)星(xing)因自身的(de)引力發生(sheng)坍塌(ta)時會(hui)產生(sheng)霍(huo)金輻射。但梅爾(er)(er)西(xi)(xi)尼—霍(huo)頓(dun)認為，發出(chu)這種輻射后(hou)，恒(heng)星(xing)的(de)質量(liang)(liang)也會(hui)不(bu)斷(duan)地(di)發生(sheng)損(sun)失(shi)。正(zheng)因為如此，當這些恒(heng)星(xing)坍縮時就不(bu)可能達(da)到形成黑(hei)洞所(suo)必(bi)須的(de)質量(liang)(liang)密度(du)。她(ta)認為，垂死的(de)恒(heng)星(xing)在(zai)發生(sheng)最后(hou)一次膨脹后(hou)，就會(hui)爆炸，然后(hou)消亡，奇點永遠不(bu)會(hui)形成，黑(hei)洞視界也不(bu)會(hui)出(chu)現。根本就不(bu)會(hui)存在(zai)像黑(hei)洞這樣的(de)東西(xi)(xi)。
其實早在(zai)今年年初，霍(huo)金(jin)就曾通過論(lun)文(wen)指出在(zai)經典理論(lun)中黑洞(dong)(dong)是(shi)不存在(zai)的(de)，他承認(ren)(ren)自己最(zui)初有關視界的(de)認(ren)(ren)識是(shi)有缺陷的(de)，并(bing)提(ti)出了新(xin)的(de)“灰洞(dong)(dong)”理論(lun)。該理論(lun)認(ren)(ren)為(wei)，物質(zhi)和能量在(zai)被(bei)黑洞(dong)(dong)困(kun)住(zhu)一段時間以后，又會被(bei)重(zhong)新(xin)釋(shi)放到宇宙(zhou)中。
黑洞(dong)(dong)這(zhe)(zhe)(zhe)一定義(yi)在經過漫長的時間(jian)推(tui)測后，已經慢(man)慢(man)被人(ren)們所接(jie)受。然而(er)(er)霍(huo)金今年(nian)年(nian)初發(fa)文(wen)否認黑洞(dong)(dong)的存在，取而(er)(er)代之(zhi)(zhi)提出(chu)了(le)“灰洞(dong)(dong)”理論，這(zhe)(zhe)(zhe)在物理學界(jie)掀(xian)起了(le)不(bu)(bu)小(xiao)的波瀾(lan)。如(ru)今，梅(mei)爾西(xi)(xi)(xi)尼(ni)—霍(huo)頓(dun)(dun)直截了(le)當(dang)地稱“根本就(jiu)不(bu)(bu)會存在像黑洞(dong)(dong)這(zhe)(zhe)(zhe)樣的東(dong)西(xi)(xi)(xi)”，這(zhe)(zhe)(zhe)無疑成為又一枚重(zhong)磅炸(zha)彈——盡管梅(mei)爾西(xi)(xi)(xi)尼(ni)—霍(huo)頓(dun)(dun)遠不(bu)(bu)及霍(huo)金出(chu)名。當(dang)然，想(xiang)以一己(ji)之(zhi)(zhi)力(li)推(tui)翻既有的理論并(bing)不(bu)(bu)那(nei)么容(rong)易，需要更(geng)多有說服力(li)的證據加以佐證。?
根據黑洞(dong)本身的(de)物理(li)特(te)性質量，角動量，電荷(he)劃分(fen)，可(ke)以(yi)將黑洞(dong)分(fen)為五類。
不(bu)(bu)旋(xuan)轉(zhuan)不(bu)(bu)帶電荷的黑洞(dong)：它的時(shi)空(kong)結構于1916年由史(shi)瓦(wa)西求出，稱(cheng)史(shi)瓦(wa)西黑洞(dong)。
不旋轉帶電黑(hei)洞：稱R-N黑(hei)洞。時空結構于1916至1918年(nian)由賴(lai)斯納（Reissner）和納自敦（Nordstrom）求出。
旋轉不(bu)帶電黑洞(dong)：稱克爾黑洞(dong)。時(shi)空結(jie)構(gou)由克爾于1963年求出。
一般黑洞：稱(cheng)克(ke)爾-紐曼(man)黑洞。時空結構于1965年由紐曼(man)求出。
雙星黑(hei)(hei)洞(dong)：與其他黑(hei)(hei)洞(dong)彼此之(zhi)間相互繞轉的(de)黑(hei)(hei)洞(dong)。
轉動且帶電荷的黑洞(dong)，叫做克爾--紐(niu)曼(man)黑洞(dong)。這種結構的(de)黑洞(dong)視(shi)界和(he)(he)無(wu)限(xian)紅移(yi)(yi)面會(hui)分開，而且視(shi)界會(hui)分為(wei)(wei)兩個（外(wai)視(shi)界r+和(he)(he)內視(shi)界r-），無(wu)限(xian)紅移(yi)(yi)面也會(hui)分裂為(wei)(wei)兩個（rs+和(he)(he)rs-） 。外(wai)視(shi)界和(he)(he)無(wu)限(xian)紅移(yi)(yi)面之間(jian)的(de)區(qu)域叫做能層，有能量儲存在那里(li)。越過外(wai)無(wu)限(xian)紅移(yi)(yi)面的(de)物(wu)體仍有可(ke)能逃離黑洞(dong)，這是因為(wei)(wei)能層還不是單向(xiang)膜(mo)區(qu)。
（其中，M、J、Q分別代表黑洞的總質量(liang)、總角動(dong)(dong)量(liang)和總電荷。a=J/Mc為(wei)單(dan)位質量(liang)角動(dong)(dong)量(liang)）
單(dan)向(xiang)膜區內(nei)(nei)(nei)，r為(wei)時間，s是空間。穿(chuan)過外(wai)視界進(jin)入單(dan)向(xiang)膜區得物體(ti)(ti)，將只(zhi)能向(xiang)前，穿(chuan)過內(nei)(nei)(nei)視界進(jin)入黑洞(dong)內(nei)(nei)(nei)部。內(nei)(nei)(nei)視界以里的(de)區域不(bu)(bu)是單(dan)向(xiang)膜區，那(nei)(nei)里有一(yi)(yi)個“奇(qi)環(huan)”，也就(jiu)是時間終(zhong)止的(de)地方。物體(ti)(ti)可以在內(nei)(nei)(nei)視界內(nei)(nei)(nei)自(zi)由(you)運動(dong)，由(you)于奇(qi)環(huan)產生斥(chi)力，物體(ti)(ti)不(bu)(bu)會撞上奇(qi)環(huan)，不(bu)(bu)過，奇(qi)環(huan)附(fu)近有一(yi)(yi)個極為(wei)有趣的(de)時空區，在那(nei)(nei)里存在“閉合類時線”，沿這種時空曲線運動(dong)的(de)物體(ti)(ti)可以不(bu)(bu)斷地回到(dao)自(zi)己的(de)過去。
巨型黑洞
宇宙中大部分星系，包括我們居住的(de)銀河系(xi)的(de)中心都隱(yin)藏著一(yi)個(ge)超大質(zhi)(zhi)量黑(hei)洞(dong)。這些黑(hei)洞(dong)質(zhi)(zhi)量大小不一(yi)，大約99萬～400億(yi)個(ge)太(tai)陽(yang)質(zhi)(zhi)量。天文(wen)學(xue)家們通過(guo)探測黑(hei)洞(dong)周(zhou)圍吸(xi)積盤(pan)發出(chu)的(de)強(qiang)烈輻(fu)射和熱(re)量推斷(duan)這些黑(hei)洞(dong)的(de)存(cun)在(zai)。物質(zhi)(zhi)在(zai)受到強(qiang)烈黑(hei)洞(dong)引力下落時，會在(zai)其(qi)周(zhou)圍形成吸(xi)積盤(pan)盤(pan)旋(xuan)下降，在(zai)這一(yi)過(guo)程中勢能(neng)迅速釋放，將物質(zhi)(zhi)加熱(re)到極高的(de)溫度，從而發出(chu)強(qiang)烈輻(fu)射。黑(hei)洞(dong)通過(guo)吸(xi)積方(fang)式(shi)吞(tun)噬周(zhou)圍物質(zhi)(zhi)，這可能(neng)就是它的(de)成長方(fang)式(shi)。
這項最新(xin)的(de)研(yan)究采用了全世界最先進的(de)地基觀(guan)測設施，包(bao)括(kuo)位(wei)(wei)于美國夏威夷莫納克亞山頂，海(hai)拔4000多(duo)米處的(de)北雙子(zi)(zi)座(zuo)(zuo)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)，位(wei)(wei)于智利帕拉那山的(de)南(nan)雙子(zi)(zi)座(zuo)(zuo)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)，以(yi)及位(wei)(wei)于美國新(xin)墨(mo)西哥州圣阿古斯丁平原上的(de)甚(shen)大陣射(she)電望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)。
觀測結果顯示，出(chu)現(xian)在宇宙年齡僅為(wei)12億年時的(de)(de)活(huo)躍黑洞，其質(zhi)量要比稍(shao)后(hou)出(chu)現(xian)的(de)(de)大部分大質(zhi)量黑洞質(zhi)量小9/10。但是(shi)它們的(de)(de)成長速(su)度非常(chang)快，因而它們的(de)(de)質(zhi)量要比后(hou)者大得(de)多。通過對(dui)這種成長速(su)度的(de)(de)測算，研究(jiu)人員(yuan)可以估算出(chu)這些黑洞天體之前(qian)和之后(hou)的(de)(de)發展路徑(jing)。
該研究小組(zu)發現，那些最古老的(de)黑(hei)(hei)洞，即那些在(zai)宇(yu)宙(zhou)年(nian)齡(ling)僅(jin)為(wei)數億年(nian)時便開始進入全面成長期的(de)黑(hei)(hei)洞，它們的(de)質量僅(jin)為(wei)太陽的(de)99到2000倍。研究人員認為(wei)這些黑(hei)(hei)洞的(de)形(xing)成和演化可(ke)能和宇(yu)宙(zhou)中最早的(de)恒星(xing)有關。
天文學家們還(huan)注意到，在最初(chu)的12億(yi)年后，這些(xie)被觀測的黑洞天體的成長期僅僅持(chi)續了2億(yi)到4億(yi)年。
這項研(yan)究(jiu)是一個(ge)已持續9年的研(yan)究(jiu)計劃的成果。特拉(la)維(wei)夫大(da)學主持的這項研(yan)究(jiu)旨在追蹤研(yan)究(jiu)宇(yu)宙(zhou)中最大(da)質量黑洞(dong)的演化(hua)，并觀察它們對宿(su)主星系產生(sheng)的影響。
發現“超大”黑洞
2015年(nian)3月1日，北(bei)京大學吳(wu)學兵(bing)教授等人在(zai)(zai)一個發光(guang)類星體(ti)里發現(xian)了一片(pian)質(zhi)量為太陽120億倍的黑(hei)洞(dong)，并且該(gai)星體(ti)早在(zai)(zai)宇宙形成(cheng)的早期就已經存在(zai)(zai)。科學家稱(cheng)，如此巨大的黑(hei)洞(dong)的形成(cheng)無法用現(xian)有黑(hei)洞(dong)理論解(jie)釋。
該發(fa)現對2014年(nian)之前的(de)宇宙(zhou)形(xing)成理(li)論(lun)帶出(chu)了挑戰。至2015年(nian)的(de)宇宙(zhou)理(li)論(lun)認為(wei)，黑洞及其宿(su)主星(xing)系的(de)發(fa)展形(xing)態基本上是亙(gen)古不變的(de)。
德國麥克斯(si)普(pu)蘭喀天文機構的(de)研究員布拉姆·維(wei)尼曼斯(si)（BramVenemans）說道，最新發現(xian)的(de)黑(hei)洞體量相當(dang)于(yu)太(tai)陽(yang)的(de)400億倍，科學家(jia)編號為(wei)S5 0014+81，比先前發現(xian)的(de)同時期黑(hei)洞的(de)總和(he)還(huan)大出一(yi)倍。而(er)在銀河系的(de)中央潛伏(fu)的(de)黑(hei)洞比太(tai)陽(yang)大20倍-500萬倍。
1970年，美國(guo)的(de)(de)“自(zi)由”號人造衛星(xing)(xing)發(fa)現了與其(qi)他射線源不同的(de)(de)天鵝座X-1，位于天鵝座X-1上的(de)(de)是(shi)一(yi)(yi)個比太(tai)陽重30多倍(bei)的(de)(de)巨大(da)藍色星(xing)(xing)球(qiu)，該星(xing)(xing)球(qiu)被一(yi)(yi)個重約10個太(tai)陽的(de)(de)看不見的(de)(de)物(wu)體牽引著。天文(wen)學(xue)家一(yi)(yi)致認為這個物(wu)體就是(shi)黑(hei)洞，它就是(shi)人類發(fa)現的(de)(de)第一(yi)(yi)個黑(hei)洞。
1928年，薩拉瑪尼(ni)安(an)·錢德(de)(de)拉塞卡(ka)（天體(ti)物理(li)(li)學家(jia)）到英(ying)國劍橋跟英(ying)國天文學家(jia)阿瑟·愛丁(ding)頓爵士（一位宣講相(xiang)對論(lun)的(de)(de)物理(li)(li)家(jia)）學習。錢德(de)(de)拉塞卡(ka)意識到，泡利不(bu)相(xiang)容原理(li)(li)所能提供的(de)(de)排斥(chi)力有一個極限。恒星(xing)中(zhong)的(de)(de)粒子的(de)(de)最大速度差被相(xiang)對論(lun)限制為(wei)光速。這意味著，恒星(xing)變得足(zu)夠緊致之時(shi)，由(you)不(bu)相(xiang)容原理(li)(li)引(yin)起的(de)(de)排斥(chi)力就會比引(yin)力的(de)(de)作用小。錢德(de)(de)拉塞卡(ka)計算出；一個大約(yue)為(wei)太陽質量一倍半的(de)(de)冷的(de)(de)恒星(xing)不(bu)能支持(chi)自身以抵(di)抗自己的(de)(de)引(yin)力。（這質量稱為(wei)錢德(de)(de)拉塞卡(ka)極限）前(qian)蘇聯(lian)科學家(jia)列夫(fu)·達維多維奇·蘭道幾(ji)乎在同時(shi)也發現了類似(si)的(de)(de)結論(lun)。
如果一(yi)顆恒星的(de)(de)質量比(bi)錢(qian)德拉塞卡極限小，它最(zui)(zui)后會(hui)停止收(shou)縮并終于變(bian)成一(yi)顆半徑為幾千英里和(he)密(mi)度為每立方英寸幾百噸的(de)(de)“白(bai)矮星”。白(bai)矮星是它物(wu)質中電子(zi)之間的(de)(de)不相容原(yuan)理排斥力所(suo)支持的(de)(de)。第一(yi)顆被觀察到(dao)的(de)(de)是繞著夜(ye)空(kong)中最(zui)(zui)亮的(de)(de)恒星——天狼星轉動的(de)(de)那(nei)一(yi)顆。
蘭道指出，對(dui)于恒星(xing)還存在(zai)另一可能的(de)終態(tai)。其(qi)極限質(zhi)量(liang)大約也為(wei)太陽質(zhi)量(liang)的(de)一倍或二倍，但是(shi)(shi)其(qi)體積甚至(zhi)比白矮星(xing)還小得多(duo)。這些恒星(xing)是(shi)(shi)由中(zhong)(zhong)子(zi)和質(zhi)子(zi)之間，而不是(shi)(shi)電子(zi)之間的(de)不相容原理排斥力(li)所支持。所以(yi)它(ta)們(men)被叫做中(zhong)(zhong)子(zi)星(xing)。它(ta)們(men)的(de)半徑只有10英里左右(you)，密度(du)為(wei)每立方(fang)英寸幾(ji)億噸。在(zai)中(zhong)(zhong)子(zi)星(xing)被第一次預言時，并沒有任(ren)何方(fang)法(fa)去觀察它(ta)，很久以(yi)后它(ta)們(men)才被觀察到。
另一(yi)(yi)方(fang)面，質(zhi)量(liang)比錢(qian)德(de)(de)(de)拉(la)塞卡(ka)極限還大(da)的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)在耗盡其燃料(liao)時，會出現一(yi)(yi)個(ge)很大(da)的(de)(de)(de)問(wen)題：在某種情(qing)形下，它們會爆炸(zha)或(huo)拋出足夠的(de)(de)(de)物質(zhi)，使自(zi)己的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)減少到(dao)極限之下，以避免災難性的(de)(de)(de)引力坍縮(suo)，不管恒(heng)星(xing)有(you)多大(da)，這總會發生(sheng)。愛丁(ding)頓(dun)(dun)拒絕相信錢(qian)德(de)(de)(de)拉(la)塞卡(ka)的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)。愛丁(ding)頓(dun)(dun)認(ren)為，一(yi)(yi)顆恒(heng)星(xing)不可(ke)能坍縮(suo)成一(yi)(yi)點。這是大(da)多數科(ke)學家的(de)(de)(de)觀點：愛因(yin)斯坦(tan)自(zi)己寫了一(yi)(yi)篇論文(wen)，宣(xuan)布恒(heng)星(xing)的(de)(de)(de)體積不會收縮(suo)為零。其他(ta)科(ke)學家，尤其是他(ta)以前的(de)(de)(de)老師、恒(heng)星(xing)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)主要權威——愛丁(ding)頓(dun)(dun)的(de)(de)(de)敵意使錢(qian)德(de)(de)(de)拉(la)塞卡(ka)拋棄了這方(fang)面的(de)(de)(de)工作(zuo)，轉去研究諸如恒(heng)星(xing)團運動等(deng)其他(ta)天文(wen)學問(wen)題。然(ran)而，他(ta)獲得(de)1983年(nian)諾貝爾獎，至(zhi)少部分(fen)原因(yin)在于他(ta)早年(nian)所做(zuo)的(de)(de)(de)關于冷恒(heng)星(xing)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)極限的(de)(de)(de)工作(zuo)。
錢德拉塞(sai)卡指(zhi)出，泡利不相(xiang)(xiang)容原(yuan)(yuan)理不能夠(gou)阻(zu)止質量大(da)(da)(da)于(yu)錢德拉塞(sai)卡極(ji)限的(de)恒(heng)星(xing)發生(sheng)坍縮。但是(shi)，根據廣義相(xiang)(xiang)對論，這(zhe)樣的(de)恒(heng)星(xing)會發生(sheng)什么情況呢。這(zhe)個問(wen)題被一位年(nian)輕的(de)美國人羅(luo)伯特(te)·奧本(ben)海默于(yu)1939年(nian)首次(ci)解決。然而(er)，他所獲得(de)的(de)結(jie)果表明，用當時的(de)望(wang)遠(yuan)鏡去觀察不會再有(you)任何結(jie)果。以后(hou)，因第二次(ci)世界大(da)(da)(da)戰的(de)干(gan)擾，奧本(ben)海默卷入到原(yuan)(yuan)子(zi)彈計劃中去。戰后(hou)，由于(yu)大(da)(da)(da)部(bu)分科(ke)學家被吸引(yin)(yin)到原(yuan)(yuan)子(zi)和原(yuan)(yuan)子(zi)核尺(chi)度的(de)物理中去，因而(er)引(yin)(yin)力坍縮的(de)問(wen)題被大(da)(da)(da)部(bu)分人忘記了。
1967年(nian)，劍橋的(de)(de)一(yi)(yi)位(wei)研究(jiu)生約瑟琳·貝(bei)爾發現(xian)了(le)天空發射(she)出(chu)(chu)無(wu)線電波的(de)(de)規則脈沖的(de)(de)物(wu)體，這(zhe)對(dui)黑(hei)洞的(de)(de)存在(zai)(zai)的(de)(de)預言帶來了(le)進(jin)一(yi)(yi)步的(de)(de)鼓舞。起初貝(bei)爾和(he)她(ta)的(de)(de)導師安東(dong)尼·赫維許以(yi)為(wei)，他(ta)(ta)們(men)(men)(men)可能和(he)我們(men)(men)(men)星(xing)系中的(de)(de)外星(xing)文明進(jin)行了(le)接觸。在(zai)(zai)宣布(bu)他(ta)(ta)們(men)(men)(men)發現(xian)的(de)(de)討論(lun)會(hui)上，他(ta)(ta)們(men)(men)(men)將這(zhe)四(si)個(ge)最早(zao)發現(xian)的(de)(de)源稱(cheng)為(wei)LGM1－4，LGM表(biao)(biao)示(shi)“小綠人”（“Little Green Man”）的(de)(de)意思。最終他(ta)(ta)們(men)(men)(men)和(he)所有其他(ta)(ta)人的(de)(de)結論(lun)是(shi)(shi)這(zhe)些被(bei)稱(cheng)為(wei)脈沖星(xing)的(de)(de)物(wu)體，事實上是(shi)(shi)旋轉的(de)(de)中子(zi)(zi)星(xing)，這(zhe)些中子(zi)(zi)星(xing)由(you)于(yu)在(zai)(zai)黑(hei)洞這(zhe)個(ge)概念剛被(bei)提出(chu)(chu)的(de)(de)時候，共(gong)有兩種光理(li)論(lun)：一(yi)(yi)種是(shi)(shi)牛頓(dun)贊(zan)成(cheng)的(de)(de)光的(de)(de)微粒(li)說；另一(yi)(yi)種是(shi)(shi)光的(de)(de)波動說。由(you)于(yu)量(liang)子(zi)(zi)力(li)(li)學的(de)(de)波粒(li)二象(xiang)性，光既可認(ren)為(wei)是(shi)(shi)波，也(ye)可認(ren)為(wei)是(shi)(shi)粒(li)子(zi)(zi)。在(zai)(zai)光的(de)(de)波動說中，不(bu)清楚光對(dui)引(yin)力(li)(li)如何響應。但是(shi)(shi)如果光是(shi)(shi)由(you)粒(li)子(zi)(zi)組成(cheng)的(de)(de)，人們(men)(men)(men)可以(yi)預料，它們(men)(men)(men)正如同炮彈(dan)、火箭和(he)行星(xing)那樣受(shou)引(yin)力(li)(li)的(de)(de)影(ying)響。起先人們(men)(men)(men)以(yi)為(wei)，光粒(li)子(zi)(zi)無(wu)限快地運動，所以(yi)引(yin)力(li)(li)不(bu)可能使(shi)之慢下(xia)來，但是(shi)(shi)羅(luo)麥關于(yu)光速度(du)有限的(de)(de)發現(xian)表(biao)(biao)明引(yin)力(li)(li)對(dui)之可有重要效應。
1783年，劍(jian)橋的(de)(de)(de)學(xue)監約翰·米歇爾(er)(er)在這個(ge)假定的(de)(de)(de)基礎上，在《倫(lun)敦皇(huang)家學(xue)會(hui)哲學(xue)學(xue)報》上發(fa)表了(le)一(yi)篇(pian)文章(zhang)。他指(zhi)出，一(yi)個(ge)質量足夠大并足夠緊(jin)致的(de)(de)(de)恒(heng)(heng)星會(hui)有(you)如此(ci)強大的(de)(de)(de)引(yin)(yin)力場，以致于連光線(xian)都不能逃逸——任何從(cong)恒(heng)(heng)星表面(mian)發(fa)出的(de)(de)(de)光，還沒到(dao)達遠處即會(hui)被恒(heng)(heng)星的(de)(de)(de)引(yin)(yin)力吸引(yin)(yin)回(hui)來。米歇爾(er)(er)暗示，可能存在大量這樣(yang)的(de)(de)(de)恒(heng)(heng)星，雖然會(hui)由于從(cong)它們(men)(men)(men)那(nei)里發(fa)出的(de)(de)(de)光不會(hui)到(dao)達我(wo)們(men)(men)(men)這兒而(er)使我(wo)們(men)(men)(men)不能看到(dao)它們(men)(men)(men)，但我(wo)們(men)(men)(men)仍然可以感(gan)到(dao)它們(men)(men)(men)的(de)(de)(de)引(yin)(yin)力的(de)(de)(de)吸引(yin)(yin)作(zuo)用(yong)。這正是(shi)我(wo)們(men)(men)(men)稱為(wei)黑洞的(de)(de)(de)物(wu)體。
事實上，因(yin)為光(guang)速(su)是固定(ding)的，所以，在(zai)牛(niu)頓(dun)引(yin)(yin)力論(lun)中將光(guang)類似炮彈那(nei)樣處理(li)不嚴謹。（從(cong)地(di)面(mian)(mian)發射上天的炮彈由(you)于引(yin)(yin)力而減速(su)，最后停(ting)止上升(sheng)并折回(hui)地(di)面(mian)(mian)；然而，一(yi)個(ge)光(guang)子必(bi)須(xu)以不變的速(su)度繼續向(xiang)上，那(nei)么牛(niu)頓(dun)引(yin)(yin)力對于光(guang)如何發生影響。）在(zai)1915年(nian)愛因(yin)斯坦提出廣義相對論(lun)之前(qian)，一(yi)直沒有(you)關于引(yin)(yin)力如何影響光(guang)的協調的理(li)論(lun)，之后這(zhe)個(ge)理(li)論(lun)對大質量恒星的含意才(cai)被理(li)解。
觀察一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)坍(tan)縮(suo)(suo)并形成黑洞(dong)(dong)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，因為(wei)在(zai)(zai)(zai)(zai)相對(dui)論中(zhong)沒有絕對(dui)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，所以(yi)每(mei)個(ge)(ge)觀測者都(dou)有自己的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)測量。由于恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)力場，在(zai)(zai)(zai)(zai)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)上某(mou)(mou)人的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)將(jiang)和(he)在(zai)(zai)(zai)(zai)遠處某(mou)(mou)人的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)不同。假定在(zai)(zai)(zai)(zai)坍(tan)縮(suo)(suo)星(xing)(xing)(xing)表面有一(yi)(yi)(yi)無(wu)畏的(de)(de)(de)(de)(de)航(hang)天員(yuan)和(he)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)一(yi)(yi)(yi)起向(xiang)內(nei)坍(tan)縮(suo)(suo)，按照他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)表，每(mei)一(yi)(yi)(yi)秒(miao)鐘(zhong)發一(yi)(yi)(yi)信(xin)號到(dao)(dao)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)繞著(zhu)該恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)轉(zhuan)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)上去(qu)。在(zai)(zai)(zai)(zai)他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)表的(de)(de)(de)(de)(de)某(mou)(mou)一(yi)(yi)(yi)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)刻，譬如11點(dian)鐘(zhong)，恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)剛好收(shou)縮(suo)(suo)到(dao)(dao)它的(de)(de)(de)(de)(de)臨界半徑，此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)引(yin)力場強到(dao)(dao)沒有任何東(dong)西可以(yi)逃逸出(chu)去(qu)，他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)號再(zai)也不能傳到(dao)(dao)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)了。當11點(dian)到(dao)(dao)達時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，他(ta)(ta)在(zai)(zai)(zai)(zai)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)伙伴發現(xian)，航(hang)天員(yuan)發來的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)串(chuan)信(xin)號的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)隔越(yue)變越(yue)長。但是(shi)(shi)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)效應在(zai)(zai)(zai)(zai)10點(dian)59分(fen)59秒(miao)之前是(shi)(shi)非(fei)常微小的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)(zai)收(shou)到(dao)(dao)10點(dian)59分(fen)58秒(miao)和(he)10點(dian)59分(fen)59秒(miao)發出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)兩個(ge)(ge)信(xin)號之間(jian)(jian)(jian)(jian)，他(ta)(ta)們只(zhi)需等待比(bi)一(yi)(yi)(yi)秒(miao)鐘(zhong)稍長一(yi)(yi)(yi)點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，然而他(ta)(ta)們必須為(wei)11點(dian)發出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)號等待無(wu)限(xian)(xian)長的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)。按照航(hang)天員(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)手表，光(guang)波是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)10點(dian)59分(fen)59秒(miao)和(he)11點(dian)之間(jian)(jian)(jian)(jian)由恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)表面發出(chu)；從(cong)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)上看，那光(guang)波被散開到(dao)(dao)無(wu)限(xian)(xian)長的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)隔里。在(zai)(zai)(zai)(zai)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)上收(shou)到(dao)(dao)這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)(yi)串(chuan)光(guang)波的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)隔變得(de)越(yue)來越(yue)長，所以(yi)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)來的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)顯(xian)得(de)越(yue)來越(yue)紅(hong)、越(yue)來越(yue)淡(dan)，最后，該恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)變得(de)如此(ci)之朦(meng)朧(long)，以(yi)至(zhi)于從(cong)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)上再(zai)也看不見(jian)它，所余下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)只(zhi)是(shi)(shi)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)黑洞(dong)(dong)。然而，此(ci)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)繼續(xu)(xu)以(yi)同樣的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)力作用到(dao)(dao)空(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)上，使飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)繼續(xu)(xu)繞著(zhu)所形成的(de)(de)(de)(de)(de)黑洞(dong)(dong)旋(xuan)轉(zhuan)。
但是由于以(yi)下的(de)(de)問題，使得(de)(de)上(shang)述情(qing)景不(bu)(bu)是完全現實的(de)(de)。離開恒星越(yue)遠(yuan)則引力(li)越(yue)弱，所以(yi)作(zuo)用(yong)在(zai)(zai)這位無畏(wei)的(de)(de)航(hang)天員(yuan)腳上(shang)的(de)(de)引力(li)總比作(zuo)用(yong)到(dao)(dao)(dao)他頭(tou)上(shang)的(de)(de)大。在(zai)(zai)恒星還未(wei)收(shou)縮(suo)到(dao)(dao)(dao)臨界半徑而(er)形成(cheng)(cheng)事件視界之(zhi)前(qian)，這力(li)的(de)(de)差就已經將(jiang)航(hang)天員(yuan)拉成(cheng)(cheng)意大利面(mian)條那(nei)樣，甚(shen)(shen)至將(jiang)他撕(si)裂!然而(er)，在(zai)(zai)宇宙中存在(zai)(zai)質量大得(de)(de)多的(de)(de)天體，譬如星系的(de)(de)中心區域，它(ta)們遭受到(dao)(dao)(dao)引力(li)坍縮(suo)而(er)產生黑(hei)洞；一(yi)(yi)位在(zai)(zai)這樣的(de)(de)物(wu)體上(shang)面(mian)的(de)(de)航(hang)天員(yuan)在(zai)(zai)黑(hei)洞形成(cheng)(cheng)之(zhi)前(qian)不(bu)(bu)會被撕(si)開。事實上(shang)，當他到(dao)(dao)(dao)達臨界半徑時(shi)，不(bu)(bu)會有(you)任何(he)異樣的(de)(de)感(gan)覺，甚(shen)(shen)至在(zai)(zai)通過永(yong)不(bu)(bu)回(hui)返的(de)(de)那(nei)一(yi)(yi)點時(shi)，都沒注意到(dao)(dao)(dao)。但是，隨(sui)著這區域繼續坍縮(suo)，只要在(zai)(zai)幾個鐘頭(tou)之(zhi)內，作(zuo)用(yong)到(dao)(dao)(dao)他頭(tou)上(shang)和腳上(shang)的(de)(de)引力(li)之(zhi)差會變得(de)(de)如此之(zhi)大，以(yi)至于再將(jiang)其(qi)撕(si)裂。
羅杰·彭羅斯在(zai)1965年和(he)(he)(he)1970年之間(jian)的(de)(de)研究指(zhi)出(chu)，根據廣義相對論，在(zai)黑洞(dong)中(zhong)必(bi)然存(cun)在(zai)無(wu)限(xian)大(da)密度和(he)(he)(he)空間(jian)——時間(jian)曲(qu)率的(de)(de)奇(qi)(qi)點(dian)(dian)。這(zhe)和(he)(he)(he)時間(jian)開端(duan)時的(de)(de)大(da)爆炸相當類似，只不(bu)過它是(shi)一個坍縮(suo)物體和(he)(he)(he)航天(tian)員(yuan)(yuan)的(de)(de)時間(jian)終點(dian)(dian)而(er)已。在(zai)此奇(qi)(qi)點(dian)(dian)，科學(xue)定律(lv)和(he)(he)(he)預言將(jiang)來的(de)(de)能力都(dou)失(shi)效(xiao)了(le)。然而(er)，任(ren)何留(liu)在(zai)黑洞(dong)之外的(de)(de)觀察者(zhe)，將(jiang)不(bu)會受到(dao)可預見性失(shi)效(xiao)的(de)(de)影(ying)響，因為從(cong)奇(qi)(qi)點(dian)(dian)出(chu)發的(de)(de)不(bu)管是(shi)光還是(shi)任(ren)何其他信號都(dou)不(bu)能到(dao)達。這(zhe)令人(ren)驚(jing)奇(qi)(qi)的(de)(de)事實導(dao)致(zhi)羅杰·彭羅斯提出(chu)了(le)宇(yu)宙(zhou)監督(du)猜測，它可以被意譯為：“上(shang)帝憎(zeng)惡(e)裸(luo)奇(qi)(qi)點(dian)(dian)。”換言之，由(you)引(yin)力坍縮(suo)所產生(sheng)(sheng)的(de)(de)奇(qi)(qi)點(dian)(dian)只能發生(sheng)(sheng)在(zai)像黑洞(dong)這(zhe)樣的(de)(de)地(di)方，在(zai)那兒它被事件視界(jie)體面(mian)地(di)遮住而(er)不(bu)被外界(jie)看見。嚴格地(di)講，這(zhe)是(shi)所謂弱的(de)(de)宇(yu)宙(zhou)監督(du)猜測：它使留(liu)在(zai)黑洞(dong)外面(mian)的(de)(de)觀察者(zhe)不(bu)致(zhi)受到(dao)發生(sheng)(sheng)在(zai)奇(qi)(qi)點(dian)(dian)處的(de)(de)可預見性失(shi)效(xiao)的(de)(de)影(ying)響，但(dan)它對那位(wei)不(bu)幸(xing)落到(dao)黑洞(dong)里(li)的(de)(de)可憐的(de)(de)航天(tian)員(yuan)(yuan)卻(que)是(shi)愛莫能助。
廣義相對論相關
廣義相(xiang)對(dui)論方程存在(zai)(zai)一些解(jie)，這些解(jie)使(shi)得我們的(de)航(hang)天(tian)員可(ke)(ke)能看到裸奇點。他也許能避免(mian)撞(zhuang)到奇點上去(qu)，而穿(chuan)過(guo)(guo)(guo)一個(ge)“蟲(chong)洞”來(lai)到宇宙(zhou)的(de)另一區域。看來(lai)這給空間(jian)——時(shi)間(jian)內的(de)旅行(xing)提供了(le)巨大(da)(da)的(de)可(ke)(ke)能性。但是(shi)(shi)不幸的(de)是(shi)(shi)，所有這些解(jie)似乎(hu)都是(shi)(shi)非(fei)常不穩定的(de)；最(zui)小的(de)干擾(rao)，譬如一個(ge)航(hang)天(tian)員的(de)存在(zai)(zai)就(jiu)會(hui)使(shi)之改變，以至于他還沒(mei)能看到此(ci)奇點，就(jiu)撞(zhuang)上去(qu)而結束了(le)他的(de)時(shi)間(jian)。換言(yan)之，奇點總(zong)是(shi)(shi)發生在(zai)(zai)他的(de)將來(lai)，而從不會(hui)在(zai)(zai)過(guo)(guo)(guo)去(qu)。強的(de)宇宙(zhou)監督(du)猜測(ce)是(shi)(shi)說，在(zai)(zai)一個(ge)現實的(de)解(jie)里，奇點總(zong)是(shi)(shi)或(huo)者整個(ge)存在(zai)(zai)于將來(lai)（如引力坍縮的(de)奇點），或(huo)者整個(ge)存在(zai)(zai)于過(guo)(guo)(guo)去(qu)（如大(da)(da)爆炸）。因為(wei)在(zai)(zai)接(jie)近裸奇點處可(ke)(ke)能旅行(xing)到過(guo)(guo)(guo)去(qu)，所以宇宙(zhou)監督(du)猜測(ce)的(de)某種形式的(de)成立是(shi)(shi)大(da)(da)有希望(wang)的(de)。
事(shi)件視(shi)界(jie)(jie)，也就(jiu)是空(kong)間(jian)——時間(jian)中不(bu)(bu)可逃(tao)(tao)逸區域的(de)(de)(de)邊界(jie)(jie)，正(zheng)如同圍繞(rao)著黑(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)單向(xiang)膜：物體，譬(pi)如不(bu)(bu)謹慎的(de)(de)(de)航天(tian)員，能通過(guo)事(shi)件視(shi)界(jie)(jie)落到(dao)黑(hei)洞(dong)里去，但(dan)是沒有(you)任(ren)何(he)(he)東西可以通過(guo)事(shi)件視(shi)界(jie)(jie)而逃(tao)(tao)離黑(hei)洞(dong)。（記住事(shi)件視(shi)界(jie)(jie)是企圖(tu)逃(tao)(tao)離黑(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)光(guang)的(de)(de)(de)空(kong)間(jian)——時間(jian)軌道(dao)，沒有(you)任(ren)何(he)(he)東西可以比光(guang)運動得更快）人(ren)(ren)們(men)可以將詩人(ren)(ren)但(dan)丁針對地(di)獄入口所說(shuo)的(de)(de)(de)話(hua)恰到(dao)好(hao)處地(di)用(yong)于(yu)事(shi)件視(shi)界(jie)(jie)：“從這兒(er)進去的(de)(de)(de)人(ren)(ren)必須拋棄一切希望。”任(ren)何(he)(he)東西或任(ren)何(he)(he)人(ren)(ren)一旦進入事(shi)件視(shi)界(jie)(jie)，就(jiu)會很快地(di)到(dao)達無限致密的(de)(de)(de)區域和時間(jian)的(de)(de)(de)終(zhong)點(dian)。
廣義相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)論預(yu)(yu)言，運動的(de)(de)(de)(de)(de)重物(wu)會(hui)導致引(yin)(yin)力(li)(li)波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)輻射(she)，那是以光的(de)(de)(de)(de)(de)速度(du)傳播的(de)(de)(de)(de)(de)空間——時間曲率的(de)(de)(de)(de)(de)漣漪(yi)。引(yin)(yin)力(li)(li)波(bo)(bo)(bo)和(he)(he)電(dian)磁場的(de)(de)(de)(de)(de)漣漪(yi)光波(bo)(bo)(bo)相(xiang)(xiang)(xiang)類似，但(dan)是要探(tan)測(ce)(ce)到(dao)它(ta)則(ze)困難得多。就像光一(yi)(yi)樣(yang)，它(ta)帶走(zou)了發(fa)(fa)射(she)它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)體的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。因為任何運動中的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)都會(hui)被引(yin)(yin)力(li)(li)波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)輻射(she)所帶走(zou)，所以可以預(yu)(yu)料，一(yi)(yi)個(ge)大(da)質量(liang)(liang)物(wu)體的(de)(de)(de)(de)(de)系統(tong)(tong)最(zui)終會(hui)趨向(xiang)于(yu)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)不(bu)變(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)狀態。（這和(he)(he)扔一(yi)(yi)塊軟(ruan)木到(dao)水中的(de)(de)(de)(de)(de)情況相(xiang)(xiang)(xiang)當類似，起先翻上翻下(xia)折騰了好一(yi)(yi)陣(zhen)，但(dan)是當漣漪(yi)將其能(neng)量(liang)(liang)帶走(zou)，就使它(ta)最(zui)終平靜下(xia)來(lai)。）例(li)如，繞著(zhu)太陽(yang)公轉的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)球(qiu)(qiu)即產生引(yin)(yin)力(li)(li)波(bo)(bo)(bo)。其能(neng)量(liang)(liang)損失(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)效應(ying)將改變(bian)地(di)(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)軌道，使之(zhi)逐漸(jian)越來(lai)越接近(jin)太陽(yang)，最(zui)后撞到(dao)太陽(yang)上，以這種(zhong)(zhong)方式歸于(yu)最(zui)終不(bu)變(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)狀態。在地(di)(di)球(qiu)(qiu)和(he)(he)太陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)情形下(xia)能(neng)量(liang)(liang)損失(shi)(shi)率非常小——大(da)約(yue)只(zhi)能(neng)點(dian)燃一(yi)(yi)個(ge)小電(dian)熱器， 這意味著(zhu)要用大(da)約(yue)1千億(yi)億(yi)億(yi)年地(di)(di)球(qiu)(qiu)才會(hui)和(he)(he)太陽(yang)相(xiang)(xiang)(xiang)撞，沒有必要立(li)即去為之(zhi)擔憂！地(di)(di)球(qiu)(qiu)軌道改變(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)過程(cheng)極其緩(huan)慢，以至于(yu)根本觀測(ce)(ce)不(bu)到(dao)。但(dan)幾年以前，在稱為PSR1913+16（PSR表示(shi)“脈(mo)沖(chong)星”，一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)特別(bie)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)射(she)出無線電(dian)波(bo)(bo)(bo)規(gui)則(ze)脈(mo)沖(chong)的(de)(de)(de)(de)(de)中子星）的(de)(de)(de)(de)(de)系統(tong)(tong)中觀測(ce)(ce)到(dao)這一(yi)(yi)效應(ying)。此(ci)系統(tong)(tong)包(bao)含兩個(ge)互(hu)相(xiang)(xiang)(xiang)圍繞著(zhu)運動的(de)(de)(de)(de)(de)中子星，由于(yu)引(yin)(yin)力(li)(li)波(bo)(bo)(bo)輻射(she)，它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)損失(shi)(shi)，使之(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)以螺旋線軌道靠近(jin)。
在恒(heng)星(xing)引力坍縮形成(cheng)黑(hei)洞時，運動(dong)會更(geng)快得多，這樣能量(liang)被帶走的(de)(de)速(su)率就高得多。所以不(bu)(bu)用太長(chang)的(de)(de)時間(jian)就會達到不(bu)(bu)變的(de)(de)狀態。人(ren)們(men)會以為它將(jiang)依賴于形成(cheng)黑(hei)洞的(de)(de)恒(heng)星(xing)的(de)(de)所有(you)的(de)(de)復雜特征——不(bu)(bu)僅(jin)僅(jin)它的(de)(de)質(zhi)量(liang)和轉動(dong)速(su)度，而且恒(heng)星(xing)不(bu)(bu)同(tong)部分的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)密(mi)度以及(ji)恒(heng)星(xing)內氣體的(de)(de)復雜運動(dong)。如(ru)果黑(hei)洞就像坍縮形成(cheng)它們(men)的(de)(de)原先(xian)物體那樣變化多端(duan)，一(yi)般來(lai)講(jiang)，對之作任何預言都(dou)將(jiang)是非(fei)常困(kun)難的(de)(de)。
然(ran)而(er)，加拿大科學家外奈·伊(yi)(yi)斯雷(lei)爾(er)在1967年使黑(hei)洞研究發生了徹底的(de)(de)(de)(de)改(gai)變。他指(zhi)出，根(gen)據廣義相(xiang)對論(lun)，非旋轉的(de)(de)(de)(de)黑(hei)洞必(bi)須(xu)(xu)是非常(chang)簡(jian)單(dan)、完美(mei)的(de)(de)(de)(de)球(qiu)形；其大小只(zhi)(zhi)依(yi)賴于(yu)它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)質量，并且任何(he)兩個(ge)這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)同(tong)質量的(de)(de)(de)(de)黑(hei)洞必(bi)須(xu)(xu)是等同(tong)的(de)(de)(de)(de)。事(shi)實上，它(ta)們(men)可以用愛因(yin)斯坦的(de)(de)(de)(de)特解(jie)來(lai)描述(shu)，這(zhe)個(ge)解(jie)是在廣義相(xiang)對論(lun)發現(xian)后不(bu)久的(de)(de)(de)(de)1917年卡爾(er)·施瓦茲席(xi)爾(er)德找(zhao)到的(de)(de)(de)(de)。一(yi)開始，許(xu)多人（其中包括伊(yi)(yi)斯雷(lei)爾(er)自(zi)己）認(ren)為，既然(ran)黑(hei)洞必(bi)須(xu)(xu)是完美(mei)的(de)(de)(de)(de)球(qiu)形，一(yi)個(ge)黑(hei)洞只(zhi)(zhi)能(neng)由(you)一(yi)個(ge)完美(mei)球(qiu)形物體坍縮而(er)形成。所以，任何(he)實際的(de)(de)(de)(de)恒星(xing)從來(lai)都不(bu)是完美(mei)的(de)(de)(de)(de)球(qiu)形只(zhi)(zhi)會坍縮形成一(yi)個(ge)裸(luo)奇點。
然而，對于(yu)(yu)伊斯雷爾的(de)結果，一些(xie)人(ren)，特別是羅杰·彭羅斯和約(yue)翰·惠勒(le)提倡一種不同(tong)的(de)解釋。他們論證(zheng)道(dao)，牽(qian)涉恒(heng)星坍縮的(de)快速運動表明，其(qi)(qi)釋放出來的(de)引力波(bo)使之越來越近于(yu)(yu)球(qiu)形(xing)，到(dao)(dao)它(ta)終于(yu)(yu)靜(jing)態時，就變成準確的(de)球(qiu)形(xing)。按(an)照這(zhe)種觀點(dian)，任(ren)何非旋轉恒(heng)星，不管(guan)其(qi)(qi)形(xing)狀和內部結構如何復雜(za)，在引力坍縮之后都(dou)將終結于(yu)(yu)一個(ge)完美的(de)球(qiu)形(xing)黑洞，其(qi)(qi)大小(xiao)只依(yi)賴于(yu)(yu)它(ta)的(de)質量。這(zhe)種觀點(dian)得到(dao)(dao)進(jin)一步(bu)的(de)計算支持(chi)，并且(qie)很快就為大家(jia)所接(jie)受。
伊(yi)斯雷(lei)(lei)爾的(de)(de)結(jie)果(guo)只處(chu)理了(le)由非旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)物(wu)體形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)黑洞。1963年，新(xin)西蘭人(ren)羅(luo)伊(yi)·克爾找到了(le)廣義相(xiang)對論方程的(de)(de)描述(shu)(shu)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)黑洞的(de)(de)一族解。這(zhe)些(xie)“克爾”黑洞以(yi)恒常速度旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)，其大小與形(xing)(xing)狀只依賴(lai)于它(ta)們的(de)(de)質量(liang)和旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)速度。如果(guo)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)為(wei)零(ling)，黑洞就是完美的(de)(de)球形(xing)(xing)，這(zhe)解就和施瓦(wa)茲席爾德解一樣(yang)。如果(guo)有旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)，黑洞的(de)(de)赤道(dao)附近就鼓出去(qu)（正如地球或太陽(yang)由于旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)而鼓出去(qu)一樣(yang)），而旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)得越快則(ze)鼓得越多。由此人(ren)們猜(cai)測，如將(jiang)(jiang)伊(yi)斯雷(lei)(lei)爾的(de)(de)結(jie)果(guo)推(tui)廣到包(bao)括旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)體的(de)(de)情形(xing)(xing)，則(ze)任何旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)物(wu)體坍縮形(xing)(xing)成(cheng)黑洞后，將(jiang)(jiang)最后終結(jie)于由克爾解描述(shu)(shu)的(de)(de)一個靜(jing)態。
黑洞是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)科學史上極為(wei)罕見的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)形之一(yi)，在沒(mei)有(you)任何觀(guan)測(ce)到的(de)(de)(de)(de)(de)證據(ju)證明其理論(lun)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)正確的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)形下，作為(wei)數(shu)學的(de)(de)(de)(de)(de)模型被發展(zhan)到非常(chang)詳(xiang)盡的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)步。的(de)(de)(de)(de)(de)確，這(zhe)(zhe)經(jing)常(chang)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)反對黑洞的(de)(de)(de)(de)(de)主要論(lun)據(ju)：怎(zen)么能(neng)相(xiang)信一(yi)個(ge)其依據(ju)只(zhi)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)基于令人懷疑(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)廣義相(xiang)對論(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)算的(de)(de)(de)(de)(de)對象呢?然而，1963年，加利福尼(ni)亞的(de)(de)(de)(de)(de)帕羅瑪天(tian)文臺(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)文學家馬丁·施密特測(ce)量了(le)在稱為(wei)3C273（即是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劍橋射電(dian)源編目第(di)三(san)類(lei)的(de)(de)(de)(de)(de)273號(hao)）射電(dian)源方向的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)黯淡的(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)星體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)移。他發現(xian)引力場不可能(neng)引起(qi)這(zhe)(zhe)么大的(de)(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)移——如(ru)果它是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)引力紅(hong)(hong)移，這(zhe)(zhe)類(lei)星體(ti)必(bi)須(xu)具有(you)如(ru)此大的(de)(de)(de)(de)(de)質量，并(bing)離地(di)球(qiu)如(ru)此之近，以至于會(hui)干擾太陽系(xi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)行星軌道。這(zhe)(zhe)暗示(shi)此紅(hong)(hong)移是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)由(you)宇宙的(de)(de)(de)(de)(de)膨脹(zhang)引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)，進而表明此物體(ti)離地(di)球(qiu)非常(chang)遠(yuan)(yuan)。由(you)于在這(zhe)(zhe)么遠(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離還能(neng)被觀(guan)察(cha)(cha)到，它必(bi)須(xu)非常(chang)亮(liang)，也就是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)必(bi)須(xu)輻(fu)射出大量的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量。人們會(hui)想到，產生這(zhe)(zhe)么大量能(neng)量的(de)(de)(de)(de)(de)唯一(yi)機制(zhi)看來不僅(jin)僅(jin)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)個(ge)恒星，而是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)個(ge)星系(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)整個(ge)中(zhong)心區域的(de)(de)(de)(de)(de)引力坍縮。人們還發現(xian)了(le)許(xu)多其他類(lei)星體(ti)，它們都(dou)有(you)很(hen)大的(de)(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)移。但是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)它們都(dou)離開地(di)球(qiu)太遠(yuan)(yuan)了(le)，所以對之進行觀(guan)察(cha)(cha)太困(kun)難，以至于不能(neng)。
看清黑洞磁場
科(ke)學(xue)家認(ren)為，黑(hei)洞(dong)引擎是(shi)由磁場(chang)驅動的(de)。借助事(shi)件視界望(wang)遠鏡（Event Horizon Telescope，EHT），天文學(xue)家在我們銀河系中心超大(da)黑(hei)洞(dong)事(shi)件視界的(de)外側探測(ce)到了磁場(chang)。發現在靠近黑(hei)洞(dong)的(de)某(mou)些(xie)區域(yu)是(shi)混亂(luan)的(de)，有著(zhu)雜亂(luan)的(de)磁圈(quan)和渦漩(xuan)，就(jiu)像(xiang)攪在一(yi)起的(de)意大(da)利面。相反，其他區域(yu)的(de)磁場(chang)則(ze)有序(xu)得多，可能(neng)是(shi)物質噴流(liu)產生的(de)區域(yu)。還(huan)發現，黑(hei)洞(dong)周邊(bian)的(de)磁場(chang)在短(duan)至15分鐘的(de)時間段內(nei)都會發生明顯變化。
理論修改
2015年3月，霍金對黑洞理論(lun)(lun)進(jin)行了修改(gai)，宣稱(cheng)黑洞實際上是(shi)“灰(hui)色(se)的”。新(xin)“灰(hui)洞”理論(lun)(lun)稱(cheng)，物質和能(neng)量(liang)被(bei)黑洞困住一段(duan)時間后，又會被(bei)重(zhong)新(xin)釋放到宇宙中。
2016年1月，霍金(jin)同(tong)物理學家馬爾科姆(mu)·佩里、安德(de)魯·施特羅明格提出(chu)了新(xin)理論(lun)：讓信息(xi)“逃逸”的(de)黑洞(dong)裂口由“柔軟的(de)帶電毛發”組(zu)成(cheng)，它們是位于視界線(xian)上的(de)光子(zi)和引力子(zi)組(zu)成(cheng)的(de)粒(li)子(zi)，這些能(neng)量極(ji)低甚(shen)至為零的(de)粒(li)子(zi)能(neng)捕獲并存儲落入黑洞(dong)的(de)粒(li)子(zi)的(de)信息(xi)。
一個由美國(guo)、英國(guo)、意大利(li)和(he)(he)奧地利(li)科(ke)學家(jia)(jia)組成的國(guo)際研究團隊，根據先前(qian)的研究和(he)(he)通過超級計(ji)算機的模擬，發現黑洞、引力波和(he)(he)暗物質均具有(you)分形幾何(he)特征。有(you)專家(jia)(jia)認為，這一重大發現將導致(zhi)對天文學甚(shen)至物理(li)學諸多不(bu)同領域的深刻認識(shi)。
黑(hei)(hei)洞是宇(yu)宙(zhou)空間內存(cun)在(zai)的(de)(de)一種(zhong)密度無限大(da)、體積(ji)無限小的(de)(de)天體，所(suo)有(you)的(de)(de)物理定理遇到黑(hei)(hei)洞都會失效；它是由質量足夠(gou)大(da)的(de)(de)恒星在(zai)核聚變反應的(de)(de)燃料耗盡而(er)“死(si)亡”后，發生引(yin)力坍縮(suo)產(chan)生的(de)(de)。當(dang)黑(hei)(hei)洞“打嗝”時，就(jiu)意味著有(you)某(mou)個天體被黑(hei)(hei)洞“吞噬(shi)”，黑(hei)(hei)洞依靠吞噬(shi)落入其中物質“成長”；當(dang)黑(hei)(hei)洞“進(jin)食”大(da)量物質時，就(jiu)會有(you)高速等離子噴流從黑(hei)(hei)洞邊緣(yuan)逃逸(yi)而(er)出。科學(xue)家利用流體動力學(xue)和引(yin)力相關理論(lun)并通過超級計算機進(jin)行模擬(ni)后得(de)出結論(lun)——“進(jin)食”正在(zai)成長過程(cheng)中的(de)(de)黑(hei)(hei)洞，將會使其形成分(fen)形表面(mian)。
“黑洞”一詞命(ming)名者(zhe)(zhe)、美國著名物(wu)理(li)學(xue)家約(yue)翰·惠勒教(jiao)授(shou)曾經說(shuo)過：今后(hou)誰不熟悉分形(xing)(xing)幾(ji)何(he)，誰就不能被稱為科學(xue)上的(de)(de)文化人。中國著名學(xue)者(zhe)(zhe)周海中教(jiao)授(shou)曾經指(zhi)出(chu)：分形(xing)(xing)幾(ji)何(he)不僅展示了數學(xue)之(zhi)美，也揭示了世界(jie)的(de)(de)本質(zhi)，從而改變了人們理(li)解自(zi)(zi)然奧秘的(de)(de)方式；可以說(shuo)分形(xing)(xing)幾(ji)何(he)是真(zhen)正描述大(da)(da)自(zi)(zi)然的(de)(de)幾(ji)何(he)學(xue)，對它的(de)(de)研究也極大(da)(da)地拓展了人類的(de)(de)認知疆域。可見，分形(xing)(xing)幾(ji)何(he)有著極其重要的(de)(de)科學(xue)地位(wei)。
黑(hei)洞是宇宙中(zhong)最(zui)神秘的自然現(xian)象。它(ta)為什(shen)么具(ju)有分形幾何特征，其原(yuan)因現(xian)在還是一個(ge)謎(mi)。
幾十年(nian)來宇宙學(xue)家一直對黑(hei)洞(dong)(dong)會摧(cui)毀制造它的(de)資料的(de)問題所(suo)困擾。黑(hei)洞(dong)(dong)是(shi)由它的(de)質量、能量、旋轉所(suo)定位。
假如是(shi)這(zhe)樣那就無(wu)法知道最先是(shi)什么讓它產生的。另一方面量子力(li)學說資(zi)料永遠(yuan)會被保存(cun)，而(er)且你可以用那些資(zi)料重建它的過去。
史蒂芬·霍金(jin)讓這問題加大，當他說黑(hei)洞會漏(lou)輻射(she)。黑(hei)洞會漏(lou)輻射(she)到摧毀自己，然后唯一可以(yi)知道它是由什么產生的只有在那些輻射(she)的資(zi)料里(li)面可以(yi)找到。
在(zai)2004年霍金(jin)說他錯了，而是否黑(hei)洞會儲存資料的(de)(de)辯論就從此沒有停(ting)止過(guo)。布法羅(luo)大學(xue)的(de)(de)博士生AnshulSaini說黑(hei)洞釋(shi)放(fang)出的(de)(de)輻(fu)射（也稱作霍金(jin)輻(fu)射）并不像霍金(jin)想(xiang)的(de)(de)那(nei)么隨(sui)意。
Siani說(shuo)要(yao)了解跑進洞里的資料，你不(bu)只需要(yao)看霍金輻射釋放(fang)出的粒子(zi)，你還需要(yao)看它們如何互應。這(zhe)(zhe)包括引力與(yu)粒子(zi)傳送(song)光給對方的方式。他說(shuo)“這(zhe)(zhe)些關聯一(yi)開始很小(xiao)，但會隨著時(shi)間成長。”
Saini的監督(du)者DejanStojkovic博士說“這些關聯(lian)在(zai)計算中時常(chang)被忽(hu)略因為它們很小被認為不會有很大(da)的影(ying)響。我(wo)們的計算顯示這些關聯(lian)一(yi)開始很小，但隨著(zhu)時間它會成長大(da)到可以(yi)影(ying)響結果。”
許多(duo)物理(li)學(xue)家們都做(zuo)出了結論說(shuo)黑(hei)洞(dong)里的資料一定(ding)會留下，所以可以讓我(wo)們回顧那些資料，但他們理(li)論的基礎(chu)是用資料保存的廣義(yi)論。
霍金自己跟(gen)其(qi)他人想要展示一個觀(guan)察者(zhe)如何可以得(de)到(dao)那些資料的方法并沒(mei)有很大(da)的說服力。
實際上要了解制造一個黑洞的成分(fen)幾(ji)乎是(shi)不可能的任務。任何觀察(cha)者(zhe)都(dou)會需要收(shou)集(ji)照射到不同方向(xiang)的粒子。
還需要(yao)收集讓這互(hu)動成型(xing)的(de)介(jie)質像是(shi)(shi)光子(zi)和引(yin)力子(zi)。不過對于宇(yu)宙學家這可能性是(shi)(shi)小(xiao)事(shi)，真正重要(yao)的(de)是(shi)(shi)守恒(heng)律有被(bei)保存。
黑(hei)洞的(de)(de)存在(zai)部分地證實了它(ta)的(de)(de)預言。在(zai)宇宙中存在(zai)幾百萬(wan)個(ge)黑(hei)洞，它(ta)的(de)(de)存在(zai)總(zong)是需要起(qi)到一些(xie)作用的(de)(de)。如果(guo)要想(xiang)徹底揭開黑(hei)洞之謎，還需時間(jian)，這也意味著給予有關(guan)人類(lei)終極命運的(de)(de)思(si)索一個(ge)明(ming)確的(de)(de)答案(an)。?
德國馬克斯普朗(lang)克核物(wu)理(li)研(yan)究(jiu)(jiu)所和赫爾姆(mu)霍茨柏林中心的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)人(ren)員(yuan)使用柏林同步加(jia)速器（BESSY Ⅱ）在(zai)實驗(yan)室(shi)成功產生了(le)黑洞(dong)周邊的(de)等(deng)離(li)子(zi)體(ti)。通過該研(yan)究(jiu)(jiu)，之前(qian)只能在(zai)太空由人(ren)造衛星(xing)執行的(de)天文(wen)物(wu)理(li)實驗(yan)，也可以(yi)在(zai)地面進行，諸多天文(wen)物(wu)理(li)學難題有望得到解決。黑洞(dong)的(de)重(zhong)力很大，會(hui)吸附一切物(wu)質。進入(ru)(ru)黑洞(dong)后(hou)，任何東西都不(bu)可能從黑洞(dong)的(de)邊界之內逃逸出來(lai)。隨著被吸入(ru)(ru)的(de)物(wu)體(ti)的(de)溫度不(bu)斷升高，會(hui)產生核與電子(zi)分(fen)離(li)的(de)高溫等(deng)離(li)子(zi)體(ti)。
黑洞吸附物(wu)質會產生X射(she)線(xian)，X射(she)線(xian)反過來(lai)又會刺激其(qi)中(zhong)的大量化學(xue)元素發射(she)出(chu)具有獨特(te)線(xian)條（顏色）的X射(she)線(xian)。分析這些線(xian)條可以幫(bang)助科學(xue)家了解更(geng)多有關黑洞附近等離子(zi)體的密(mi)度(du)、速度(du)和組成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)分等信(xin)息。
在這個過程中，鐵起了非常(chang)關鍵(jian)的(de)(de)作用。盡管鐵在宇(yu)宙中的(de)(de)儲量(liang)并不如更(geng)輕(qing)的(de)(de)氫(qing)和氦豐富(fu)，但是(shi)，它能(neng)夠更(geng)好地(di)吸(xi)收和重新發射(she)出X射(she)線，發射(she)出的(de)(de)光子因此也比其他更(geng)輕(qing)的(de)(de)原子發射(she)出的(de)(de)光子具有更(geng)高的(de)(de)能(neng)量(liang)、更(geng)短的(de)(de)波長（使(shi)得其具有不同的(de)(de)顏色）。
鐵發(fa)射(she)出的(de)(de)X射(she)線在穿過黑洞周圍的(de)(de)介質時(shi)也會被吸收。在這個所謂(wei)的(de)(de)光離(li)化過程中(zhong)，鐵原子(zi)通常會經歷幾次電離(li)，其包(bao)含(han)的(de)(de)26個電子(zi)中(zhong)有超過一半會被去除，最終產生帶電離(li)子(zi)，帶電離(li)子(zi)聚集(ji)成(cheng)為等離(li)子(zi)體，研究人(ren)員可以在實驗室中(zhong)重現了這個過程。
實驗的(de)(de)(de)核(he)心是馬克(ke)斯普朗克(ke)核(he)物理研究所設計(ji)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)束(shu)離(li)(li)子(zi)阱。在這(zhe)個離(li)(li)子(zi)阱中(zhong)，鐵原子(zi)經由(you)一(yi)(yi)束(shu)強烈的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)束(shu)加(jia)(jia)熱(re)，從而被離(li)(li)子(zi)化14次。實驗過程如下：一(yi)(yi)團鐵離(li)(li)子(zi)（僅僅幾厘米長并且像頭發(fa)絲一(yi)(yi)樣薄）在磁場和(he)電(dian)場的(de)(de)(de)作(zuo)用下被懸停在一(yi)(yi)個超高真空內，同步加(jia)(jia)速器(qi)發(fa)射出的(de)(de)(de)X射線的(de)(de)(de)光子(zi)能量被一(yi)(yi)臺精確性超高的(de)(de)(de)“單色儀”挑(tiao)選出來，作(zuo)為(wei)一(yi)(yi)束(shu)很(hen)薄但卻集中(zhong)的(de)(de)(de)光束(shu)施加(jia)(jia)到鐵離(li)(li)子(zi)上(shang)。
實驗室測(ce)(ce)量到的光譜(pu)線與錢德拉(la)X射線天文(wen)臺和牛頓X射線多鏡望遠鏡所觀測(ce)(ce)的結(jie)果相(xiang)匹配(pei)。也就是說(shuo)，研究人員在(zai)地面實驗室人為制造出了太空中的黑洞等離子體。
這種新(xin)奇的(de)方法(fa)將(jiang)(jiang)帶電離子的(de)離子阱和同(tong)步加(jia)速器輻(fu)射(she)源結合在(zai)一起，讓人(ren)們可以(yi)更好地了解黑洞周圍(wei)的(de)等離子體(ti)或者(zhe)活(huo)躍的(de)星系(xi)核。研究人(ren)員希望，將(jiang)(jiang)EBIT分光檢(jian)查鏡(jing)和更清(qing)晰的(de)第三代（2009年開始在(zai)德國漢堡(bao)運行的(de)同(tong)步輻(fu)射(she)源PETRAⅢ）、第四代（X射(she)線自由(you)電子激光XFEL）X射(she)線源結合，將(jiang)(jiang)能(neng)夠給該研究領域帶來(lai)更多(duo)新(xin)鮮活(huo)力(li)。
美國(guo)制成“人(ren)造黑洞”
2005年3月，美(mei)國布(bu)朗(lang)大(da)學(xue)物理教授‘霍拉(la)蒂·納(na)斯塔西(xi)’在地(di)球(qiu)上(shang)制造(zao)出(chu)(chu)了(le)第一(yi)個(ge)“人(ren)造(zao)黑洞(dong)(dong)“。美(mei)國紐約布(bu)魯克海文(wen)實驗室1998年建造(zao)了(le)20世紀全球(qiu)最大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)粒子加速(su)器，將(jiang)金離(li)子以接近光(guang)速(su)對(dui)撞(zhuang)(zhuang)而制造(zao)出(chu)(chu)高密度物質。雖然這個(ge)黑洞(dong)(dong)體(ti)積(ji)很小，卻具備真(zhen)正黑洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許多(duo)特(te)點。紐約布(bu)魯克海文(wen)國家實驗室里(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)重(zhong)離(li)子碰撞(zhuang)(zhuang)機，可(ke)(ke)以以接近光(guang)速(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度把大(da)型原(yuan)(yuan)子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)核子（如金原(yuan)(yuan)子核子）相(xiang)互碰撞(zhuang)(zhuang)，產(chan)生(sheng)相(xiang)當于(yu)太陽表面溫度3億倍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)能(neng)。納(na)斯塔西(xi)在紐約布(bu)魯克海文(wen)國家實驗室里(li)利用(yong)原(yuan)(yuan)子撞(zhuang)(zhuang)擊原(yuan)(yuan)理制造(zao)出(chu)(chu)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)灼(zhuo)熱(re)火(huo)球(qiu)，具備天體(ti)黑洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯著特(te)性。比(bi)如：火(huo)球(qiu)可(ke)(ke)以將(jiang)周圍10倍于(yu)自身(shen)質量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)粒子吸收，這比(bi)所(suo)(suo)有量子物理學(xue)所(suo)(suo)推測的(de)(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)球(qiu)可(ke)(ke)吸收的(de)(de)(de)(de)(de)(de)粒子數目還(huan)要多(duo)。
人(ren)造(zao)黑洞的(de)(de)設想最初由加拿(na)大(da)“不列顛哥倫比亞大(da)學(xue)”的(de)(de)威廉·昂魯教授在20世紀80年代提出，他(ta)認為聲波在流(liu)(liu)體中(zhong)的(de)(de)表現與光(guang)在黑洞中(zhong)的(de)(de)表現非(fei)常相(xiang)似，如果使(shi)流(liu)(liu)體的(de)(de)速度超(chao)過聲速，那(nei)么事(shi)實(shi)上就已(yi)(yi)經在該流(liu)(liu)體中(zhong)建立了一個人(ren)造(zao)黑洞。然(ran)而，利昂哈特博士打算制造(zao)的(de)(de)人(ren)造(zao)黑洞由于缺乏足(zu)夠的(de)(de)引(yin)力，除了光(guang)線外，它們(men)無法像真正的(de)(de)黑洞那(nei)樣“吞(tun)下周圍的(de)(de)所(suo)有東西”。然(ran)而，納斯塔西教授制造(zao)的(de)(de)人(ren)造(zao)黑洞已(yi)(yi)經可以吸收某些(xie)其他(ta)物質。因此，這被認為是黑洞研究領域的(de)(de)重大(da)突破。
2008年9月10日，隨(sui)著第一束質子束流(liu)貫(guan)穿整個對撞機，歐洲大型(xing)強子對撞機正式啟動。
歐洲大(da)(da)型(xing)強子(zi)對(dui)撞(zhuang)機是2013年前世界上最(zui)(zui)大(da)(da)、能量(liang)最(zui)(zui)高的(de)粒子(zi)加(jia)速器，是一種將質子(zi)加(jia)速對(dui)撞(zhuang)的(de)高能物理(li)設備，它位于瑞士(shi)日內瓦近郊(jiao)歐洲核子(zi)研究組(zu)織CERN的(de)粒子(zi)加(jia)速器與(yu)對(dui)撞(zhuang)機，作為國際高能物理(li)學研究之用。系統第一負責人是英國著名物理(li)學家‘林恩·埃文(wen)斯’，大(da)(da)型(xing)強子(zi)對(dui)撞(zhuang)機最(zui)(zui)早(zao)就是由他設想出(chu)來并主導制造的(de)，被(bei)外界稱為“埃文(wen)斯原子(zi)能”。
當比(bi)我們(men)的(de)太陽更大(da)(da)(da)的(de)特定(ding)恒星在生命最后階段(duan)發生爆炸時(shi)，自然界就(jiu)會形成黑(hei)洞(dong)。它們(men)將大(da)(da)(da)量物質濃(nong)縮(suo)在非(fei)常小的(de)空間(jian)內。假設在大(da)(da)(da)型(xing)強(qiang)子(zi)對(dui)(dui)撞(zhuang)機內的(de)質子(zi)相撞(zhuang)產(chan)生粒(li)(li)子(zi)的(de)過程中，形成了微小黑(hei)洞(dong)，每個質子(zi)擁(yong)有的(de)能(neng)量可(ke)跟一只(zhi)飛(fei)行中的(de)蚊子(zi)相當。天文學上的(de)黑(hei)洞(dong)比(bi)大(da)(da)(da)型(xing)強(qiang)子(zi)對(dui)(dui)撞(zhuang)機能(neng)產(chan)生的(de)任何(he)東西的(de)質量更重。據愛因(yin)斯坦的(de)相對(dui)(dui)論描述的(de)重力(li)性(xing)質，大(da)(da)(da)型(xing)強(qiang)子(zi)對(dui)(dui)撞(zhuang)機內不可(ke)能(neng)產(chan)生微小黑(hei)洞(dong)。然而一些(xie)純理(li)論預(yu)(yu)言(yan)大(da)(da)(da)型(xing)強(qiang)子(zi)對(dui)(dui)撞(zhuang)機能(neng)產(chan)生這種粒(li)(li)子(zi)產(chan)品。所有這些(xie)理(li)論都預(yu)(yu)測大(da)(da)(da)型(xing)強(qiang)子(zi)對(dui)(dui)撞(zhuang)機產(chan)生的(de)此類粒(li)(li)子(zi)會立刻分(fen)解(jie)。因(yin)此它產(chan)生的(de)黑(hei)洞(dong)將沒(mei)時(shi)間(jian)濃(nong)縮(suo)物質，產(chan)生肉眼可(ke)見的(de)結(jie)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(ci)成功(gong)測量(liang)到X射(she)線極(ji)亮天體的黑(hei)洞質量(liang)，在(zai)該領(ling)域(yu)獲得(de)重大突(tu)破，將增進人(ren)們(men)對黑(hei)洞及其(qi)周圍極(ji)端物(wu)理過(guo)程的認識。該研究成果2013年(nian)11月28日發表在(zai)國(guo)際(ji)權威雜(za)志《自(zi)然(ran)》上(shang)。20世紀90年(nian)代以來，天文學(xue)家陸續在(zai)遙遠(yuan)星(xing)系中(zhong)發現了(le)一(yi)批(pi)X射(she)線光度極(ji)高(gao)的天體，它們(men)可(ke)能(neng)是人(ren)們(men)一(yi)直(zhi)尋(xun)找的中(zhong)等(deng)質量(liang)黑(hei)洞，也可(ke)能(neng)是具有特殊輻射(she)機制的幾個(ge)或幾十個(ge)太陽質量(liang)的恒星(xing)級黑(hei)洞。國(guo)際(ji)天文和天體物(wu)理界(jie)對此(ci)一(yi)直(zhi)難以定論。由于這類天體距離我們(men)十分(fen)遙遠(yuan)，通常(chang)為幾千萬光年(nian)，同時X射(she)線照射(she)黑(hei)洞吸(xi)積盤而產生的光污染(ran)也非(fei)常(chang)強，因此(ci)測量(liang)極(ji)其(qi)困難。
劉繼峰團(tuan)隊選取有特色的(de)(de)(de)天體(ti)目標，成(cheng)功申請到位(wei)于美(mei)國夏威夷的(de)(de)(de)8米大型(xing)雙子望遠(yuan)鏡以及10米凱克(ke)望遠(yuan)鏡各20小時(shi)的(de)(de)(de)觀測時(shi)間(jian)，在(zai)3個月的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)跨(kua)度上對漩渦(wo)星系中(zhong)X射線(xian)極亮源M101ULX－1進行了研究，并確認其(qi)中(zhong)心(xin)天體(ti)為一個質(zhi)量與(yu)恒星可比擬的(de)(de)(de)黑(hei)洞。這個黑(hei)洞加伴(ban)星形成(cheng)的(de)(de)(de)黑(hei)洞雙星系統位(wei)于2200萬(wan)光年之外(wai)，是人類迄今發(fa)現的(de)(de)(de)距離地球(qiu)最遙遠(yuan)的(de)(de)(de)黑(hei)洞雙星。?
2001年(nian)1月，英國圣安德魯大(da)學著名理論(lun)物(wu)理科(ke)學家烏爾夫·利昂哈特(te)宣(xuan)布他(ta)和(he)其他(ta)英國科(ke)研人員將(jiang)在實驗室(shi)中制(zhi)造出一(yi)個黑洞，當(dang)時沒有(you)人對此(ci)感到驚訝。然(ran)而俄《真(zhen)理報》日前披(pi)露俄羅(luo)斯(si)科(ke)學家的預言：黑洞不僅可(ke)以在實驗室(shi)中制(zhi)造出來，而且50年(nian)后，具有(you)巨大(da)能(neng)量的“黑洞炸彈”將(jiang)使如 今人類(lei)談(tan)虎色變的“原子彈”也相形見絀。
人造(zao)黑(hei)洞的(de)(de)設想由威廉·昂魯教授提出(chu)，他(ta)認為聲(sheng)波在(zai)流體中的(de)(de)表(biao)現與光在(zai)黑(hei)洞中的(de)(de)表(biao)現非常(chang)相似，如果使流體的(de)(de)速度超(chao)過音速，那么事實上(shang)就已經在(zai)該流體中建立了一個人造(zao)黑(hei)洞現象(xiang)。但(dan)利(li)昂哈特博士打算(suan)制造(zao)的(de)(de)人造(zao)黑(hei)洞由于(yu)缺乏(fa)足夠的(de)(de)引(yin)力，除了光線外，無法(fa)像真正的(de)(de)黑(hei)洞那樣“吞下周圍的(de)(de)所有東西(xi)”。
俄羅(luo)(luo)斯科學家亞(ya)力(li)克山大(da)·特羅(luo)(luo)菲蒙科認(ren)為，能(neng)吞噬萬物的(de)(de)真正宇宙黑(hei)洞也完全可以通過實驗室“制造出(chu)來”：一個原子(zi)核(he)大(da)小的(de)(de)黑(hei)洞，它的(de)(de)能(neng)量將超(chao)過一家核(he)工廠(chang)。如果人(ren)類有一天真的(de)(de)制造出(chu)黑(hei)洞炸彈(dan)(dan)，那么一顆黑(hei)洞炸彈(dan)(dan)爆炸后產生的(de)(de)能(neng)量，將相當(dang)于數顆原子(zi)彈(dan)(dan)同(tong)時爆炸，它至少(shao)可以造成10億人(ren)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(yi)個星云正在靠近位于銀河系中央的(de)黑洞并將被其吞噬。
這(zhe)(zhe)是(shi)天文學(xue)家首(shou)次觀(guan)測(ce)到黑(hei)洞“捕(bu)捉”星云的(de)(de)(de)過程。觀(guan)測(ce)顯示，這(zhe)(zhe)個星云的(de)(de)(de)質量(liang)約是(shi)地球的(de)(de)(de)3倍(bei)，它的(de)(de)(de)位置(zhi)來(lai)逐漸(jian)靠近(jin)“人馬座A星”黑(hei)洞。這(zhe)(zhe)個黑(hei)洞的(de)(de)(de)質量(liang)約是(shi)太陽的(de)(de)(de)400萬倍(bei)，是(shi)距(ju)離我們(men)最近(jin)的(de)(de)(de)大(da)型黑(hei)洞。研究人員分(fen)析認為，到2013年(nian)，這(zhe)(zhe)個星云將離黑(hei)洞非(fei)常近(jin)，有(you)可(ke)能被黑(hei)洞逐漸(jian)吞噬(shi)。?
另外(wai)，黑洞(dong)并不是(shi)實(shi)實(shi)在在的星球，而是(shi)一個(ge)幾乎空(kong)空(kong)如也的天區(qu)。黑洞(dong)又(you)是(shi)宇宙(zhou)中(zhong)(zhong)物質(zhi)密(mi)度最高(gao)的地方，地球如果(guo)變成黑洞(dong)，只有一顆黃豆(dou)那么大(da)(da)。原來，黑洞(dong)中(zhong)(zhong)的物質(zhi)不是(shi)平均分布在這個(ge)天區(qu)的，而是(shi)集中(zhong)(zhong)在天區(qu)的中(zhong)(zhong)心(xin)。這個(ge)中(zhong)(zhong)心(xin)具有極強的引(yin)力(li)，任(ren)何(he)物體(ti)只能(neng)在這個(ge)中(zhong)(zhong)心(xin)外(wai)圍游弋。一旦不慎越過(guo)邊(bian)界，就(jiu)會被強大(da)(da)的引(yin)力(li)拽向中(zhong)(zhong)心(xin)，最終(zhong)化為粉末，落到黑洞(dong)中(zhong)(zhong)心(xin)。因此，黑洞(dong)是(shi)一個(ge)名副其實(shi)的太(tai)空(kong)魔王。
黑洞內部只有三(san)個物理(li)量有意義(yi)：質量、電荷、角動量。
1973年霍(huo)金、卡特(te)爾（B. Carter）等人嚴格證(zheng)明了“黑(hei)洞無(wu)毛定(ding)理(li)”：“無(wu)論什么樣的(de)(de)黑(hei)洞，其(qi)最(zui)終性質(zhi)僅(jin)由(you)幾個物(wu)理(li)量（質(zhi)量、角(jiao)動(dong)量、電荷(he)）惟一確定(ding)”。即當黑(hei)洞形成(cheng)(cheng)之(zhi)后，只剩下這三個不能變為電磁(ci)輻射的(de)(de)守恒量，其(qi)他一切信(xin)息（“毛發(fa)”）都(dou)喪失了，黑(hei)洞幾乎沒(mei)有形成(cheng)(cheng)它的(de)(de)物(wu)質(zhi)所具有的(de)(de)任何(he)復雜性質(zhi)，對前身物(wu)質(zhi)的(de)(de)形狀或成(cheng)(cheng)分都(dou)沒(mei)有記憶。 于是“黑(hei)洞”的(de)(de)術語發(fa)明家惠勒戲(xi)稱(cheng)這特(te)性為“黑(hei)洞無(wu)毛”。
對(dui)(dui)于物(wu)(wu)(wu)理學家來(lai)說，一(yi)個(ge)(ge)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)或一(yi)塊方糖都是極為(wei)(wei)復雜的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)體，因為(wei)(wei)對(dui)(dui)它們的(de)(de)(de)完整描(miao)述(shu)，即包括(kuo)它們的(de)(de)(de)原子和原子核(he)結構(gou)在(zai)(zai)內的(de)(de)(de)描(miao)述(shu)，需要有億萬個(ge)(ge)參量(liang)。與(yu)此相比，一(yi)個(ge)(ge)研究(jiu)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)外部的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)理學家就(jiu)沒有這(zhe)(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)問題。黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)是一(yi)種(zhong)極其簡(jian)單的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)體，如果知(zhi)道了它的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)、角動量(liang)和電(dian)荷，也(ye)就(jiu)知(zhi)道了有關它的(de)(de)(de)一(yi)切。黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)幾(ji)乎不保(bao)持(chi)形(xing)成它的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)所具有的(de)(de)(de)任何(he)復雜性質(zhi)。它對(dui)(dui)前(qian)身物(wu)(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)形(xing)狀或成分都沒有記憶，它保(bao)持(chi)的(de)(de)(de)只是質(zhi)量(liang)、角動量(liang)、電(dian)荷。消繁歸簡(jian)或許(xu)是黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)最基本的(de)(de)(de)特征。有關黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)大多數術(shu)語的(de)(de)(de)發明家約(yue)克·惠(hui)勒(le)，在(zai)(zai)60年(nian)前(qian)把(ba)這(zhe)(zhe)種(zhong)特征稱為(wei)(wei)“黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)無毛”。
超大質量(liang)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)有幾個(ge)方(fang)法(fa)。最明顯的(de)(de)(de)(de)(de)是以(yi)緩慢的(de)(de)(de)(de)(de)吸積（由(you)恒(heng)星的(de)(de)(de)(de)(de)大小開始）來形(xing)成(cheng)(cheng)。另(ling)一(yi)個(ge)方(fang)法(fa)涉及氣(qi)云萎縮(suo)(suo)成(cheng)(cheng)數十萬太(tai)陽質量(liang)以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)相對論星體(ti)(ti)(ti)。該星體(ti)(ti)(ti)會因(yin)其核(he)心產(chan)生正負電子對所造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)徑(jing)(jing)向擾(rao)動而(er)(er)開始出現不(bu)穩定狀態，并會直接在(zai)沒有形(xing)成(cheng)(cheng)超新星的(de)(de)(de)(de)(de)情況下萎縮(suo)(suo)成(cheng)(cheng)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)。第三個(ge)方(fang)法(fa)涉及了正在(zai)核(he)坍縮(suo)(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)高密(mi)(mi)度(du)星團，它那負熱容會促使核(he)心的(de)(de)(de)(de)(de)分散速度(du)成(cheng)(cheng)為(wei)相對論速度(du)。最后是在(zai)大爆炸的(de)(de)(de)(de)(de)瞬(shun)間從外壓制造太(tai)初黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)。超大質量(liang)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)平均密(mi)(mi)度(du)可以(yi)很低(di)，甚至比(bi)(bi)空氣(qi)密(mi)(mi)度(du)還(huan)要低(di)。這(zhe)是因(yin)為(wei)史瓦西半(ban)徑(jing)(jing)與(yu)(yu)其質量(liang)成(cheng)(cheng)正比(bi)(bi)，而(er)(er)密(mi)(mi)度(du)則(ze)與(yu)(yu)體(ti)(ti)(ti)積成(cheng)(cheng)反比(bi)(bi)。由(you)于球體(ti)(ti)(ti)（如非旋轉黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)事件視界）體(ti)(ti)(ti)積是與(yu)(yu)半(ban)徑(jing)(jing)立(li)方(fang)成(cheng)(cheng)正比(bi)(bi)，而(er)(er)質量(liang)差(cha)不(bu)多(duo)以(yi)直線(xian)增(zeng)長(chang)，體(ti)(ti)(ti)積增(zeng)長(chang)率(lv)則(ze)會更大。故此，密(mi)(mi)度(du)會隨(sui)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)半(ban)徑(jing)(jing)增(zeng)長(chang)而(er)(er)減少。在(zai)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)心，是物(wu)理學中(zhong)最為(wei)神(shen)秘(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質之一(yi)——奇點，也就是時間、空間和(he)一(yi)切已知的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理學法(fa)則(ze)土崩瓦解的(de)(de)(de)(de)(de)所在(zai)點。?
在熱力學的(de)(de)角度，時(shi)(shi)空(kong)也被認為是全息(xi)圖(tu)，根據全息(xi)原理，其內的(de)(de)表面積有關，也可(ke)進(jin)一步解釋(shi)為熱力學的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)方(fang)向。由于過(guo)去和將來的(de)(de)全息(xi)屏區域(yu)在不同的(de)(de)方(fang)向增加，因此時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)方(fang)向可(ke)以(yi)對應著兩種不同類型(xing)的(de)(de)全息(xi)屏。
2016年，科學(xue)家杰希.陳(chen)安(an)預言，黑(hei)洞可能是一個時間(jian)靜止(zhi)的狀(zhuang)態。
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