黑洞就是中心的(de)一個(ge)密度無限大、時空(kong)(kong)(kong)曲率無限高、體積無限小，熱量無限大的(de)奇點和周圍一部分空(kong)(kong)(kong)空(kong)(kong)(kong)如(ru)也的(de)天(tian)區，這個(ge)天(tian)區范圍之(zhi)內不可見。依據阿爾伯特-愛因斯(si)坦的(de)相(xiang)對論(lun)，當(dang)一顆垂死(si)恒星(xing)崩潰，它將聚集成(cheng)(cheng)一點，這里將成(cheng)(cheng)為(wei)黑洞，吞噬鄰近宇宙區域的(de)所(suo)有光線和任何(he)物質。
黑洞的(de)(de)(de)(de)產生(sheng)過(guo)程類似于(yu)中子(zi)(zi)星(xing)的(de)(de)(de)(de)產生(sheng)過(guo)程：某一個(ge)恒星(xing)在準備滅亡，核心(xin)在自身重力的(de)(de)(de)(de)作用下(xia)迅速地(di)收縮，塌(ta)陷(xian)，發生(sheng)強(qiang)力爆炸。當(dang)核心(xin)中所有的(de)(de)(de)(de)物(wu)質都變成中子(zi)(zi)時收縮過(guo)程立即停止(zhi)，被壓縮成一個(ge)密實的(de)(de)(de)(de)星(xing)體，同時也(ye)壓縮了內部的(de)(de)(de)(de)空間(jian)和時間(jian)。但在黑洞情況下(xia)，由(you)于(yu)恒星(xing)核心(xin)的(de)(de)(de)(de)質量大(da)到(dao)使收縮過(guo)程無休(xiu)止(zhi)地(di)進行下(xia)去，連(lian)中子(zi)(zi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)排斥(chi)力也(ye)無法(fa)阻擋。中子(zi)(zi)本(ben)身在擠壓引(yin)力自身的(de)(de)(de)(de)吸(xi)引(yin)下(xia)被碾為粉末，剩下(xia)來(lai)的(de)(de)(de)(de)是一個(ge)密度高到(dao)難以想象的(de)(de)(de)(de)物(wu)質。由(you)于(yu)高質量而產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)引(yin)力，使得任何靠近它的(de)(de)(de)(de)物(wu)體都會被它吸(xi)進去。?
也可以簡單理解為：通(tong)常恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)最(zui)初只(zhi)含氫(qing)元(yuan)(yuan)素(su)(su)，恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)內部的(de)(de)(de)氫(qing)原子核時刻相互碰撞，發生(sheng)(sheng)(sheng)聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)。由(you)于(yu)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)質量(liang)很大，聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)與(yu)(yu)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)萬有(you)引(yin)力抗(kang)(kang)衡，以維持恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)結(jie)構的(de)(de)(de)穩定(ding)。由(you)于(yu)氫(qing)原子核的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)新(xin)的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)——氦(hai)元(yuan)(yuan)素(su)(su)，接著(zhu)，氦(hai)原子也參(can)與(yu)(yu)聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)，改變(bian)(bian)結(jie)構，生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)鋰(li)元(yuan)(yuan)素(su)(su)。如此(ci)類推(tui)，按照元(yuan)(yuan)素(su)(su)周期表(biao)的(de)(de)(de)順序，會(hui)依次有(you)鈹元(yuan)(yuan)素(su)(su)、硼元(yuan)(yuan)素(su)(su)、碳元(yuan)(yuan)素(su)(su)、氮元(yuan)(yuan)素(su)(su)等生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)，直至鐵元(yuan)(yuan)素(su)(su)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)，該恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)便會(hui)坍(tan)塌。這是由(you)于(yu)鐵元(yuan)(yuan)素(su)(su)相當(dang)穩定(ding)，參(can)與(yu)(yu)聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)時釋放的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)小(xiao)于(yu)所需能(neng)量(liang)，因而聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)停止，而鐵元(yuan)(yuan)素(su)(su)存在于(yu)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)內部，導致恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)內部不具(ju)有(you)足夠的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)與(yu)(yu)質量(liang)巨大的(de)(de)(de)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)萬有(you)引(yin)力抗(kang)(kang)衡，從而引(yin)發恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)坍(tan)塌，最(zui)終形成(cheng)黑(hei)洞。說它(ta)“黑(hei)”，是因為它(ta)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)引(yin)力使得它(ta)周圍(wei)的(de)(de)(de)光都無法(fa)逃(tao)逸。跟中子星(xing)(xing)(xing)(xing)一(yi)樣，黑(hei)洞也是由(you)質量(liang)大于(yu)太(tai)陽質量(liang)好幾(ji)(ji)十甚至幾(ji)(ji)百倍以上的(de)(de)(de)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)演化而來的(de)(de)(de)。
當一(yi)顆恒星衰老時(shi)，它(ta)的(de)(de)熱核反應(ying)已(yi)經耗盡了(le)(le)中(zhong)心(xin)的(de)(de)燃料(liao)，由中(zhong)心(xin)產生(sheng)的(de)(de)能量(liang)(liang)已(yi)經不(bu)多(duo)了(le)(le)。這樣，它(ta)再也沒有足夠的(de)(de)力量(liang)(liang)來(lai)承擔起外殼巨(ju)大的(de)(de)重(zhong)量(liang)(liang)。所(suo)以在外殼的(de)(de)重(zhong)壓之下(xia)，核心(xin)開(kai)始坍縮，物質將不(bu)可(ke)阻擋地向著中(zhong)心(xin)點進軍(jun)，直到(dao)最(zui)后(hou)形(xing)成體積接近無(wu)限(xian)小(xiao)、密度(du)幾乎無(wu)限(xian)大的(de)(de)星體。而當它(ta)的(de)(de)半(ban)徑一(yi)旦(dan)收(shou)縮到(dao)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)（一(yi)定(ding)小(xiao)于史瓦西半(ban)徑），質量(liang)(liang)導致的(de)(de)時(shi)空扭(niu)曲(qu)就(jiu)使得即使光也無(wu)法向外射(she)出——“黑(hei)洞”就(jiu)誕生(sheng)了(le)(le)。
黑(hei)洞(dong)(dong)通(tong)常(chang)是(shi)(shi)因為(wei)(wei)它們聚(ju)攏(long)周(zhou)圍的(de)(de)(de)氣體(ti)(ti)(ti)(ti)產生輻(fu)(fu)射(she)而被(bei)發現的(de)(de)(de)，這一(yi)過程(cheng)被(bei)稱(cheng)為(wei)(wei)吸積(ji)。高溫(wen)氣體(ti)(ti)(ti)(ti)輻(fu)(fu)射(she)熱能的(de)(de)(de)效率(lv)(lv)會(hui)(hui)嚴重影(ying)響吸積(ji)流(liu)的(de)(de)(de)幾(ji)何(he)與動(dong)力(li)(li)學特性(xing)。已觀測到了(le)輻(fu)(fu)射(she)效率(lv)(lv)較高的(de)(de)(de)薄盤(pan)以及(ji)輻(fu)(fu)射(she)效率(lv)(lv)較低的(de)(de)(de)厚(hou)盤(pan)。當(dang)吸積(ji)氣體(ti)(ti)(ti)(ti)接近中央(yang)黑(hei)洞(dong)(dong)時，它們產生的(de)(de)(de)輻(fu)(fu)射(she)對(dui)黑(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)自轉以是(shi)(shi)中央(yang)延展物(wu)質系(xi)統的(de)(de)(de)流(liu)動(dong)。吸積(ji)是(shi)(shi)天(tian)(tian)(tian)體(ti)(ti)(ti)(ti)物(wu)理中最普(pu)遍的(de)(de)(de)過程(cheng)之一(yi)，而且也正是(shi)(shi)因為(wei)(wei)吸積(ji)才(cai)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)了(le)我們周(zhou)圍許多常(chang)見的(de)(de)(de)結構。在宇宙(zhou)早期，當(dang)氣體(ti)(ti)(ti)(ti)朝(chao)由暗物(wu)質造成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)引力(li)(li)勢阱(jing)中心流(liu)動(dong)時形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)了(le)星(xing)(xing)系(xi)。即(ji)使到了(le)今天(tian)(tian)(tian)，恒星(xing)(xing)依然是(shi)(shi)由氣體(ti)(ti)(ti)(ti)云在其自身引力(li)(li)作(zuo)用(yong)下坍縮碎裂(lie)，進而通(tong)過吸積(ji)周(zhou)圍氣體(ti)(ti)(ti)(ti)而形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)。行(xing)星(xing)(xing)（包括地球(qiu)）也是(shi)(shi)在新形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)周(zhou)圍通(tong)過氣體(ti)(ti)(ti)(ti)和巖(yan)石的(de)(de)(de)聚(ju)集而形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)。當(dang)中央(yang)天(tian)(tian)(tian)體(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)(shi)一(yi)個黑(hei)洞(dong)(dong)時，吸積(ji)就(jiu)會(hui)(hui)展現出它最為(wei)(wei)壯觀的(de)(de)(de)一(yi)面。黑(hei)洞(dong)(dong)除了(le)吸積(ji)物(wu)質之外(wai)，還(huan)通(tong)過霍金蒸發過程(cheng)向外(wai)輻(fu)(fu)射(she)粒子。
由于黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)密度極大(da)(da)，根(gen)據公式我們可(ke)以知道密度=質量(liang)/體積，為了(le)讓黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)密度無限(xian)大(da)(da)，而黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)質量(liang)不變，那就說明(ming)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)體積要無限(xian)小，這(zhe)樣才能(neng)(neng)(neng)成為黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)。黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)是(shi)由一些恒星“滅亡”后所形成的(de)(de)死星，它的(de)(de)質量(liang)極大(da)(da)，體積極小。但(dan)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)也(ye)有(you)滅亡的(de)(de)那天，按照霍金的(de)(de)理(li)論，在量(liang)子物理(li)中，有(you)一種名為“隧道效(xiao)應(ying)”的(de)(de)現象，即一個粒子的(de)(de)場強分布(bu)(bu)雖然(ran)盡可(ke)能(neng)(neng)(neng)讓能(neng)(neng)(neng)量(liang)低的(de)(de)地方較強，但(dan)即使在能(neng)(neng)(neng)量(liang)相當高(gao)的(de)(de)地方，場強仍(reng)會有(you)分布(bu)(bu)，對于黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)邊界來說，這(zhe)就是(shi)一堵能(neng)(neng)(neng)量(liang)相當高(gao)的(de)(de)勢(shi)壘，但(dan)是(shi)粒子仍(reng)有(you)可(ke)能(neng)(neng)(neng)出(chu)去。
霍(huo)金還證(zheng)明，每個黑(hei)洞都有一(yi)(yi)定的(de)(de)溫(wen)(wen)度，而且溫(wen)(wen)度的(de)(de)高(gao)低與(yu)黑(hei)洞的(de)(de)質量(liang)(liang)成反比例(li)。也(ye)就(jiu)是(shi)說，大(da)(da)黑(hei)洞溫(wen)(wen)度低，蒸(zheng)發(fa)也(ye)微(wei)弱；小黑(hei)洞的(de)(de)溫(wen)(wen)度高(gao)蒸(zheng)發(fa)也(ye)強烈(lie)，類(lei)似劇烈(lie)的(de)(de)爆發(fa)。相(xiang)當于一(yi)(yi)個太陽質量(liang)(liang)的(de)(de)黑(hei)洞，大(da)(da)約(yue)要1x10^66年才能(neng)蒸(zheng)發(fa)殆盡(jin)；相(xiang)當于一(yi)(yi)顆小行(xing)星質量(liang)(liang)的(de)(de)黑(hei)洞會在1x10-21秒(miao)內(nei)蒸(zheng)發(fa)得干(gan)干(gan)凈(jing)凈(jing)。
黑洞會(hui)發出(chu)耀眼(yan)的(de)光(guang)芒，體(ti)積(ji)會(hui)縮小(xiao)，甚至(zhi)會(hui)爆(bao)炸，會(hui)噴(pen)射物體(ti)，發出(chu)耀眼(yan)的(de)光(guang)芒。當(dang)英國(guo)物理學(xue)家斯蒂芬·威廉·霍金于(yu)1974年做此預言時(shi)，整個科學(xue)界(jie)為(wei)之震動。
霍金的理(li)論(lun)(lun)是受(shou)靈感支配的思(si)維的飛(fei)躍(yue)，他結合了廣義相(xiang)對論(lun)(lun)和(he)量子理(li)論(lun)(lun)，他發現黑洞(dong)周圍的引力場釋放出能量，同時(shi)消耗(hao)黑洞(dong)的能量和(he)質(zhi)量。
假設一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)對粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)會在(zai)任(ren)何(he)時刻(ke)、任(ren)何(he)地點被(bei)創(chuang)(chuang)生(sheng)，被(bei)創(chuang)(chuang)生(sheng)的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)就是正粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)與反(fan)(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)，而如(ru)果這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)創(chuang)(chuang)生(sheng)過(guo)程發生(sheng)在(zai)黑(hei)洞附近的(de)(de)話就會有(you)兩(liang)(liang)種(zhong)情(qing)(qing)況(kuang)發生(sheng)：兩(liang)(liang)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)湮滅(mie)、一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)被(bei)吸入黑(hei)洞。“一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)被(bei)吸入黑(hei)洞”這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)情(qing)(qing)況(kuang)：在(zai)黑(hei)洞附近創(chuang)(chuang)生(sheng)的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)對粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)其中一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)反(fan)(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)會被(bei)吸入黑(hei)洞，而正粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)會逃(tao)逸，由(you)于能(neng)(neng)量(liang)不(bu)能(neng)(neng)憑(ping)空創(chuang)(chuang)生(sheng)，我們(men)設反(fan)(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)攜帶(dai)負能(neng)(neng)量(liang)，正粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)攜帶(dai)正能(neng)(neng)量(liang)，而反(fan)(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)所有(you)運(yun)動過(guo)程可以(yi)視為(wei)是一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)正粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)為(wei)之相反(fan)(fan)的(de)(de)運(yun)動過(guo)程，如(ru)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)反(fan)(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)被(bei)吸入黑(hei)洞可視為(wei)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)正粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)從(cong)黑(hei)洞逃(tao)逸。這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)情(qing)(qing)況(kuang)就是一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)攜帶(dai)著從(cong)黑(hei)洞里(li)來(lai)的(de)(de)正能(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)逃(tao)逸了(le)，即黑(hei)洞的(de)(de)總(zong)能(neng)(neng)量(liang)少了(le)，而愛(ai)因斯坦的(de)(de)質(zhi)能(neng)(neng)方程E=mc2表明，能(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)損(sun)失(shi)會導致質(zhi)量(liang)的(de)(de)損(sun)失(shi)。
當黑洞(dong)(dong)的(de)(de)質(zhi)量(liang)越(yue)來越(yue)小時(shi)，它的(de)(de)溫度會越(yue)來越(yue)高。這樣，當黑洞(dong)(dong)損(sun)失質(zhi)量(liang)時(shi)，它的(de)(de)溫度和(he)發射(she)率增加，因(yin)而它的(de)(de)質(zhi)量(liang)損(sun)失得(de)更快。這種“霍(huo)金輻射(she)”對大多數黑洞(dong)(dong)來說可(ke)以忽略不計，因(yin)為大黑洞(dong)(dong)輻射(she)的(de)(de)比較慢，而小黑洞(dong)(dong)則以極高的(de)(de)速度輻射(she)能量(liang)，直到黑洞(dong)(dong)的(de)(de)爆(bao)炸。
據英(ying)國(guo)媒(mei)體報(bao)道(dao)，一(yi)項新的(de)(de)理(li)(li)(li)論(lun)(lun)指出(chu)黑洞(dong)的(de)(de)死亡方式(shi)可(ke)能(neng)是(shi)以轉(zhuan)變為(wei)白洞(dong)的(de)(de)方式(shi)進行的(de)(de)。理(li)(li)(li)論(lun)(lun)上來說，白洞(dong)在行為(wei)上恰好是(shi)黑洞(dong)的(de)(de)反面——黑洞(dong)不斷(duan)吞(tun)噬物(wu)(wu)質(zhi)，而白洞(dong)則(ze)不斷(duan)向外(wai)噴(pen)射物(wu)(wu)質(zhi)。 這一(yi)發現最早是(shi)由英(ying)國(guo)某雜志網站報(bao)道(dao)的(de)(de)，其理(li)(li)(li)論(lun)(lun)依據是(shi)晦澀的(de)(de)量子引力理(li)(li)(li)論(lun)(lun)。
恒(heng)星(xing)的(de)(de)(de)(de)時(shi)空扭(niu)曲(qu)改變了光(guang)(guang)線(xian)的(de)(de)(de)(de)路(lu)徑(jing)(jing)(jing)，使(shi)(shi)之和(he)原先(xian)沒(mei)有恒(heng)星(xing)情況下的(de)(de)(de)(de)路(lu)徑(jing)(jing)(jing)不一樣。光(guang)(guang)在(zai)恒(heng)星(xing)表面附近稍微向(xiang)內(nei)偏(pian)(pian)折(zhe)(zhe)，在(zai)日食時(shi)觀(guan)察(cha)遠處(chu)恒(heng)星(xing)發出的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)線(xian)，可以(yi)看到(dao)這種(zhong)偏(pian)(pian)折(zhe)(zhe)現象。當(dang)該恒(heng)星(xing)向(xiang)內(nei)坍塌時(shi)，其質量導(dao)致的(de)(de)(de)(de)時(shi)空扭(niu)曲(qu)變得(de)很(hen)強(qiang)，光(guang)(guang)線(xian)向(xiang)內(nei)偏(pian)(pian)折(zhe)(zhe)得(de)也(ye)更(geng)(geng)強(qiang)，從(cong)而使(shi)(shi)得(de)光(guang)(guang)子(zi)從(cong)恒(heng)星(xing)逃逸(yi)(yi)變得(de)更(geng)(geng)為困難。對于在(zai)遠處(chu)的(de)(de)(de)(de)觀(guan)察(cha)者而言，光(guang)(guang)線(xian)變得(de)更(geng)(geng)黯(an)淡(dan)更(geng)(geng)紅(hong)。最后，當(dang)這恒(heng)星(xing)收縮(suo)到(dao)某一臨界半徑(jing)(jing)(jing)（史瓦西(xi)半徑(jing)(jing)(jing)）時(shi)，其質量導(dao)致時(shi)空扭(niu)曲(qu)變得(de)如(ru)此之強(qiang)，使(shi)(shi)得(de)光(guang)(guang)向(xiang)內(nei)偏(pian)(pian)折(zhe)(zhe)得(de)也(ye)如(ru)此之強(qiang)，以(yi)至于光(guang)(guang)也(ye)逃逸(yi)(yi)不出去(qu) 。這樣，如(ru)果光(guang)(guang)都(dou)(dou)逃逸(yi)(yi)不出來，其他(ta)東西(xi)更(geng)(geng)不可能(neng)逃逸(yi)(yi)，都(dou)(dou)會被(bei)拉(la)回去(qu)。也(ye)就(jiu)是說，存在(zai)一個事件(jian)的(de)(de)(de)(de)集合或時(shi)空區(qu)域，光(guang)(guang)或任何東西(xi)都(dou)(dou)不可能(neng)從(cong)該區(qu)域逃逸(yi)(yi)而到(dao)達遠處(chu)的(de)(de)(de)(de)觀(guan)察(cha)者，這樣的(de)(de)(de)(de)區(qu)域稱作(zuo)黑(hei)洞(dong)。將其邊界稱作(zuo)事件(jian)視界，它和(he)剛好不能(neng)從(cong)黑(hei)洞(dong)逃逸(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)線(xian)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)跡(ji)相(xiang)重合。
與(yu)別的(de)(de)天體相比，黑洞十分(fen)特殊。人(ren)們無法直接觀(guan)察到它，科學(xue)家(jia)也(ye)只(zhi)能對它內部結構提出(chu)各種(zhong)猜想。而使得黑洞把自己(ji)隱藏起來的(de)(de)的(de)(de)原因即(ji)是彎曲的(de)(de)時(shi)空(kong)。根據廣義相對論，時(shi)空(kong)會在引力場作用下彎曲。這時(shi)候，光雖然仍(reng)然沿任(ren)意(yi)兩(liang)點間的(de)(de)最短光程傳播，但相對而言它已(yi)彎曲。在經過大密度(du)的(de)(de)天體時(shi)，時(shi)空(kong)會彎曲，光也(ye)就(jiu)偏離(li)了原來的(de)(de)方向(xiang)。
在地(di)球(qiu)上，由于(yu)引力場作用很小，時空的(de)(de)(de)扭曲是微乎(hu)其(qi)微的(de)(de)(de)。而在黑(hei)洞(dong)周圍，時空的(de)(de)(de)這種變形(xing)非(fei)常大。這樣(yang)，即使是被黑(hei)洞(dong)擋著的(de)(de)(de)恒星發出的(de)(de)(de)光(guang)，雖然有(you)一部分(fen)會落入黑(hei)洞(dong)中消失(shi)，可另一部分(fen)光(guang)線會通過彎曲的(de)(de)(de)空間中繞(rao)過黑(hei)洞(dong)而到(dao)達地(di)球(qiu)。觀察到(dao)黑(hei)洞(dong)背面的(de)(de)(de)星空，就像黑(hei)洞(dong)不存在一樣(yang)，這就是黑(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)隱(yin)身術。
更有趣的(de)(de)是(shi)，有些恒星不僅是(shi)朝(chao)著地(di)(di)球(qiu)發出的(de)(de)光能(neng)直接到(dao)達(da)地(di)(di)球(qiu)，它朝(chao)其它方(fang)向(xiang)發射(she)的(de)(de)光也(ye)可能(neng)被(bei)附近的(de)(de)黑洞的(de)(de)強引力折射(she)而(er)能(neng)到(dao)達(da)地(di)(di)球(qiu)。這樣我們不僅能(neng)看見這顆恒星的(de)(de)“臉”，還(huan)同時看到(dao)它的(de)(de)“側面”、甚至“后背”，這是(shi)宇(yu)宙中的(de)(de)“引力透(tou)鏡”效應。
這張紅外(wai)波段圖像拍攝的(de)(de)(de)是我們所居住銀(yin)河(he)系的(de)(de)(de)中心部(bu)位(wei)，所有銀(yin)河(he)系的(de)(de)(de)恒星都(dou)圍(wei)繞銀(yin)心部(bu)位(wei)可(ke)(ke)能存在(zai)的(de)(de)(de)一個超大質(zhi)量黑洞(dong)公轉(zhuan)。 據美國太(tai)空網(wang)報道，一項新的(de)(de)(de)研究顯示，宇宙中最大質(zhi)量的(de)(de)(de)黑洞(dong)開始快速成(cheng)(cheng)長的(de)(de)(de)時(shi)期可(ke)(ke)能比科(ke)學家原先的(de)(de)(de)估計更早，并(bing)且仍在(zai)加速成(cheng)(cheng)長。
一(yi)個來自(zi)以色列特拉維夫大學的天文學家小組發現，宇(yu)宙中最(zui)大質量黑洞的首次快(kuai)速成長期出現在(zai)宇(yu)宙年齡約(yue)為(wei)12億年時，而(er)非之(zhi)前認為(wei)的20~40億年。天文學家們估計宇(yu)宙的年齡約(yue)為(wei)138.2億年。
同(tong)時，這(zhe)項研(yan)究(jiu)還發現(xian)宇宙中最古老、質量(liang)最大(da)的(de)黑洞同(tong)樣具有非常快(kuai)速的(de)成長。有關這(zhe)一發現(xian)的(de)詳(xiang)細情況發表在《天體(ti)物(wu)理學報》雜志(zhi)上。
如果黑洞足夠大，宇(yu)航(hang)員會(hui)(hui)開始(shi)覺(jue)察到拉(la)著他(ta)(ta)腳的重(zhong)力比拉(la)著他(ta)(ta)頭(tou)的重(zhong)力更強大，這種吸引(yin)力拖著他(ta)(ta)無(wu)情地向(xiang)下落(luo)，重(zhong)力差會(hui)(hui)迅速加(jia)大而將(jiang)他(ta)(ta)撕(si)裂（拉(la)伸線），最終他(ta)(ta)的遺體會(hui)(hui)被分(fen)解而落(luo)入(ru)黑洞那無(wu)限致密核(he)心。
普金(jin)斯基(ji)和(he)他的(de)兩個學生艾(ai)哈邁德(de)·艾(ai)姆哈里(li)、詹姆斯·薩利，加上該校的(de)另一位弦理(li)論(lun)學家唐納德(de)·馬洛夫一起，對這一事件進(jin)行了重新計算(suan)(suan)。根據他們(men)的(de)計算(suan)(suan)，卻(que)呈現出完全不同的(de)另一番(fan)場景：量子(zi)效應會把事件視(shi)界變成沸騰(teng)的(de)粒子(zi)大(da)漩渦(wo)，任何東西(xi)掉進(jin)去都會撞到一面火焰墻(qiang)上而被瞬間烤焦。
美國宇(yu)航局有關一個超大質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)黑(hei)洞(dong)(dong)及其周圍物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)盤，炙熱的(de)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)團（一個呈粉(fen)紅(hong)色(se)(se)，一個呈黃色(se)(se)）每一個的(de)體(ti)積都與太陽相當，環(huan)繞距離黑(hei)洞(dong)(dong)較近的(de)軌道運(yun)行。科學家認為(wei)所有大型星(xing)系中心都存(cun)在(zai)(zai)超大質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)黑(hei)洞(dong)(dong)。黑(hei)洞(dong)(dong)一直在(zai)(zai)吞噬被稱之為(wei)“活躍(yue)星(xing)系核”的(de)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)。由于被明亮并且(qie)溫(wen)度極高(gao)的(de)下(xia)落物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)盤環(huan)繞，黑(hei)洞(dong)(dong)的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)很難確定。根據刊登(deng)在(zai)(zai)《自然(ran)》雜志上的(de)一篇(pian)研(yan)究論(lun)文，基于對繞黑(hei)洞(dong)(dong)運(yun)行物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)旋(xuan)轉速度的(de)計算結(jie)果，37個已(yi)知(zhi)星(xing)系中心黑(hei)洞(dong)(dong)的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)實(shi)際(ji)上低于此前的(de)預(yu)計。
一位美國理論物理學(xue)家經(jing)過數學(xue)計算得出結論——黑(hei)洞(dong)根本(ben)就不存在。相關(guan)論文分別發表在著名的預印(yin)本(ben)網(wang)站(zhan)ArXiv和《物理快(kuai)報(bao)B》雜志上(shang)。
“得出這(zhe)(zhe)個結論(lun)后(hou)，即便(bian)我本人(ren)都(dou)感到十分震撼(han)。”提出這(zhe)(zhe)一理(li)論(lun)的美國(guo)北卡羅來(lai)納(na)大學教(jiao)堂山分校理(li)論(lun)物理(li)學教(jiao)授勞(lao)拉(la)·梅爾(er)西尼—霍(huo)頓這(zhe)(zhe)樣描(miao)述自(zi)己的感受。她說(shuo)：“科學家們(men)研究這(zhe)(zhe)個問題已經超過了(le)50年，而(er)這(zhe)(zhe)個解決方(fang)案給了(le)我們(men)許(xu)多(duo)新的思考。”
1974年，霍(huo)金通過量(liang)(liang)子力(li)學的(de)方法得(de)出(chu)結(jie)論：黑洞不僅能夠吸收黑洞外(wai)的(de)物(wu)質(zhi)，同樣也能以熱輻射(she)的(de)方式向外(wai)“吐出(chu)”物(wu)質(zhi)。而這種量(liang)(liang)子力(li)學現象，就(jiu)被稱(cheng)為霍(huo)金輻射(she)。
物理學家組(zu)織網2014年9月25日（北京時(shi)間）報道稱(cheng)，新研(yan)究中梅爾西(xi)尼—霍(huo)(huo)頓描述(shu)了一(yi)種全(quan)新的(de)(de)方案。她和霍(huo)(huo)金都同意，當恒星(xing)(xing)因自(zi)身(shen)的(de)(de)引力發(fa)(fa)生(sheng)坍塌時(shi)會(hui)(hui)產生(sheng)霍(huo)(huo)金輻射。但梅爾西(xi)尼—霍(huo)(huo)頓認為，發(fa)(fa)出這種輻射后，恒星(xing)(xing)的(de)(de)質量(liang)也會(hui)(hui)不斷地發(fa)(fa)生(sheng)損失。正因為如此，當這些恒星(xing)(xing)坍縮時(shi)就(jiu)不可能達到(dao)形成(cheng)(cheng)黑(hei)洞(dong)所必須的(de)(de)質量(liang)密(mi)度(du)。她認為，垂死的(de)(de)恒星(xing)(xing)在發(fa)(fa)生(sheng)最后一(yi)次膨脹后，就(jiu)會(hui)(hui)爆炸，然(ran)后消亡，奇點永遠(yuan)不會(hui)(hui)形成(cheng)(cheng)，黑(hei)洞(dong)視界也不會(hui)(hui)出現(xian)。根(gen)本(ben)就(jiu)不會(hui)(hui)存在像(xiang)黑(hei)洞(dong)這樣的(de)(de)東西(xi)。
其實早在今年年初，霍金就曾通過論(lun)文(wen)指出在經典理論(lun)中黑(hei)洞(dong)(dong)是(shi)(shi)不存在的(de)(de)，他(ta)承認(ren)自己最初有(you)關視界(jie)的(de)(de)認(ren)識是(shi)(shi)有(you)缺陷的(de)(de)，并提出了新的(de)(de)“灰洞(dong)(dong)”理論(lun)。該理論(lun)認(ren)為，物質和能量在被黑(hei)洞(dong)(dong)困住(zhu)一(yi)段時(shi)間(jian)以(yi)后，又(you)會被重新釋放到(dao)宇宙中。
黑(hei)洞(dong)這(zhe)一(yi)(yi)定義在(zai)經過漫長的時間推測后，已經慢(man)慢(man)被人們所(suo)接受。然而霍金(jin)今年年初發文否(fou)認黑(hei)洞(dong)的存在(zai)，取(qu)而代(dai)之提出了(le)“灰洞(dong)”理(li)論(lun)，這(zhe)在(zai)物理(li)學界掀起了(le)不(bu)小(xiao)的波瀾。如今，梅爾西(xi)尼—霍頓直截了(le)當地稱“根(gen)本就不(bu)會存在(zai)像(xiang)黑(hei)洞(dong)這(zhe)樣(yang)的東西(xi)”，這(zhe)無(wu)疑成為又(you)一(yi)(yi)枚重磅炸彈——盡管梅爾西(xi)尼—霍頓遠不(bu)及(ji)霍金(jin)出名(ming)。當然，想以(yi)一(yi)(yi)己之力推翻既有的理(li)論(lun)并不(bu)那(nei)么容(rong)易，需要(yao)更(geng)多(duo)有說服力的證據加以(yi)佐(zuo)證。?
根據黑洞(dong)本身的物理(li)特性質量(liang)，角(jiao)動量(liang)，電荷劃分，可以將黑洞(dong)分為(wei)五類。
不(bu)旋轉不(bu)帶(dai)電荷(he)的(de)黑洞：它的(de)時空結構于(yu)1916年由史瓦(wa)(wa)西(xi)求出，稱史瓦(wa)(wa)西(xi)黑洞。
不(bu)旋轉帶電黑(hei)洞(dong)(dong)：稱R-N黑(hei)洞(dong)(dong)。時空結構于1916至1918年由(you)賴斯(si)納（Reissner）和納自敦（Nordstrom）求出(chu)。
旋轉不(bu)帶電黑洞(dong)：稱克(ke)(ke)爾黑洞(dong)。時(shi)空結構由克(ke)(ke)爾于(yu)1963年求出(chu)。
一般(ban)黑(hei)洞(dong)：稱克(ke)爾-紐曼黑(hei)洞(dong)。時空結(jie)構于1965年由(you)紐曼求(qiu)出。
雙星黑洞(dong)：與其他黑洞(dong)彼此之間相互繞轉的(de)黑洞(dong)。
轉動且帶電荷的黑洞(dong)，叫做克爾--紐曼黑洞(dong)。這(zhe)種結構(gou)的(de)(de)黑洞(dong)視(shi)界和無(wu)(wu)(wu)限紅移(yi)(yi)面會(hui)分(fen)(fen)開，而且視(shi)界會(hui)分(fen)(fen)為兩(liang)個（外(wai)視(shi)界r+和內視(shi)界r-），無(wu)(wu)(wu)限紅移(yi)(yi)面也(ye)會(hui)分(fen)(fen)裂為兩(liang)個（rs+和rs-） 。外(wai)視(shi)界和無(wu)(wu)(wu)限紅移(yi)(yi)面之間的(de)(de)區域叫做能(neng)層，有能(neng)量儲存在那里(li)。越過外(wai)無(wu)(wu)(wu)限紅移(yi)(yi)面的(de)(de)物體仍有可能(neng)逃離黑洞(dong)，這(zhe)是因為能(neng)層還(huan)不(bu)是單向膜區。
（其(qi)中(zhong)，M、J、Q分別(bie)代表黑洞的總(zong)(zong)質量、總(zong)(zong)角(jiao)動量和總(zong)(zong)電荷。a=J/Mc為單(dan)位質量角(jiao)動量）
單(dan)向(xiang)膜區(qu)(qu)內(nei)，r為時(shi)(shi)(shi)間，s是空間。穿過(guo)外(wai)視界進入(ru)單(dan)向(xiang)膜區(qu)(qu)得物體(ti)，將(jiang)只能(neng)向(xiang)前(qian)，穿過(guo)內(nei)視界進入(ru)黑洞內(nei)部。內(nei)視界以(yi)里的區(qu)(qu)域不是單(dan)向(xiang)膜區(qu)(qu)，那(nei)里有(you)(you)一(yi)個(ge)“奇環(huan)”，也(ye)就(jiu)是時(shi)(shi)(shi)間終(zhong)止的地(di)方(fang)。物體(ti)可以(yi)在內(nei)視界內(nei)自(zi)由運(yun)動(dong)，由于奇環(huan)產生斥力(li)，物體(ti)不會撞上奇環(huan)，不過(guo)，奇環(huan)附近有(you)(you)一(yi)個(ge)極為有(you)(you)趣的時(shi)(shi)(shi)空區(qu)(qu)，在那(nei)里存在“閉合(he)類時(shi)(shi)(shi)線(xian)”，沿這種時(shi)(shi)(shi)空曲線(xian)運(yun)動(dong)的物體(ti)可以(yi)不斷地(di)回到自(zi)己(ji)的過(guo)去。
巨型黑洞
宇宙中大部分星系，包括我們居住(zhu)的(de)銀河(he)系的(de)中(zhong)心都隱藏著(zhu)一(yi)個超(chao)大(da)質(zhi)量(liang)黑(hei)洞(dong)。這些黑(hei)洞(dong)質(zhi)量(liang)大(da)小不(bu)一(yi)，大(da)約(yue)99萬～400億個太陽質(zhi)量(liang)。天文(wen)學(xue)家們(men)通過探測黑(hei)洞(dong)周(zhou)(zhou)圍吸(xi)積盤發(fa)出的(de)強烈輻射和熱量(liang)推斷這些黑(hei)洞(dong)的(de)存在(zai)。物質(zhi)在(zai)受到(dao)(dao)強烈黑(hei)洞(dong)引力(li)下落時(shi)，會在(zai)其周(zhou)(zhou)圍形成(cheng)吸(xi)積盤盤旋(xuan)下降，在(zai)這一(yi)過程中(zhong)勢能迅速釋放，將物質(zhi)加熱到(dao)(dao)極高的(de)溫度，從而(er)發(fa)出強烈輻射。黑(hei)洞(dong)通過吸(xi)積方式(shi)吞噬周(zhou)(zhou)圍物質(zhi)，這可能就(jiu)是它的(de)成(cheng)長方式(shi)。
這項(xiang)最新的(de)(de)(de)研(yan)究采用了全(quan)世界最先進(jin)的(de)(de)(de)地基(ji)觀測設施，包括位(wei)于(yu)美國夏威(wei)夷(yi)莫納克亞山頂(ding)，海拔4000多米(mi)處的(de)(de)(de)北雙(shuang)子座望遠(yuan)鏡(jing)，位(wei)于(yu)智利(li)帕拉那(nei)山的(de)(de)(de)南雙(shuang)子座望遠(yuan)鏡(jing)，以及位(wei)于(yu)美國新墨西哥州圣(sheng)阿古斯(si)丁平原上的(de)(de)(de)甚大陣(zhen)射(she)電望遠(yuan)鏡(jing)。
觀(guan)測結(jie)果顯示，出現(xian)(xian)在宇宙年(nian)(nian)齡僅(jin)為12億年(nian)(nian)時的(de)活躍(yue)黑(hei)洞，其質(zhi)(zhi)量要比稍后(hou)出現(xian)(xian)的(de)大部(bu)分大質(zhi)(zhi)量黑(hei)洞質(zhi)(zhi)量小9/10。但(dan)是它(ta)們(men)的(de)成長速(su)度非常快(kuai)，因(yin)而它(ta)們(men)的(de)質(zhi)(zhi)量要比后(hou)者大得(de)多。通過(guo)對這(zhe)種(zhong)成長速(su)度的(de)測算(suan)，研究人(ren)員(yuan)可以估算(suan)出這(zhe)些黑(hei)洞天體之(zhi)前(qian)和之(zhi)后(hou)的(de)發展路徑(jing)。
該研究小組發(fa)現，那(nei)些(xie)最古老的(de)(de)(de)黑洞，即那(nei)些(xie)在宇(yu)宙年齡僅為(wei)數億年時(shi)便開始進(jin)入(ru)全(quan)面成長期(qi)的(de)(de)(de)黑洞，它們的(de)(de)(de)質量(liang)僅為(wei)太陽的(de)(de)(de)99到2000倍。研究人員認為(wei)這些(xie)黑洞的(de)(de)(de)形成和演化可能和宇(yu)宙中(zhong)最早的(de)(de)(de)恒星(xing)有關。
天(tian)文學家(jia)們還注意到(dao)，在最初的12億(yi)(yi)年(nian)后(hou)，這(zhe)些(xie)被(bei)觀測的黑洞(dong)天(tian)體的成長(chang)期僅(jin)僅(jin)持續了2億(yi)(yi)到(dao)4億(yi)(yi)年(nian)。
這項研究(jiu)(jiu)是(shi)一個已(yi)持續9年(nian)的(de)(de)研究(jiu)(jiu)計劃(hua)的(de)(de)成果(guo)。特拉(la)維夫大學主(zhu)持的(de)(de)這項研究(jiu)(jiu)旨在追蹤研究(jiu)(jiu)宇宙中最大質量黑(hei)洞的(de)(de)演化，并觀察(cha)它們對宿主(zhu)星(xing)系產生(sheng)的(de)(de)影響。
發現“超大”黑洞
2015年(nian)3月1日，北京大學(xue)吳學(xue)兵教授(shou)等人在一個發光類星體(ti)里(li)發現(xian)了一片質量(liang)為(wei)太陽120億倍的(de)(de)黑(hei)洞，并(bing)且該星體(ti)早在宇宙形(xing)成的(de)(de)早期就已經存(cun)在。科學(xue)家稱(cheng)，如此(ci)巨大的(de)(de)黑(hei)洞的(de)(de)形(xing)成無法用現(xian)有黑(hei)洞理論解釋。
該(gai)發現對2014年(nian)之(zhi)前的宇宙形(xing)成理(li)論帶出(chu)了挑戰。至2015年(nian)的宇宙理(li)論認(ren)為(wei)，黑洞及其宿主星系的發展(zhan)形(xing)態(tai)基本上(shang)是亙古不(bu)變的。
德(de)國麥克(ke)斯普蘭(lan)喀天文機(ji)構的(de)研究(jiu)員布拉姆·維尼曼(man)斯（BramVenemans）說道，最新(xin)發現(xian)的(de)黑(hei)洞體量相當于(yu)太陽的(de)400億倍，科(ke)學家編號(hao)為(wei)S5 0014+81，比(bi)先前發現(xian)的(de)同(tong)時(shi)期黑(hei)洞的(de)總和還大出一(yi)倍。而在銀河系(xi)的(de)中央潛伏的(de)黑(hei)洞比(bi)太陽大20倍-500萬倍。
1970年，美國的(de)“自由”號人(ren)造衛星發現了(le)與(yu)其他射線源不同的(de)天(tian)鵝座X-1，位于天(tian)鵝座X-1上的(de)是(shi)一(yi)個比(bi)太陽重30多倍的(de)巨大藍色星球(qiu)，該星球(qiu)被一(yi)個重約10個太陽的(de)看不見的(de)物(wu)體牽引著。天(tian)文(wen)學家(jia)一(yi)致認為這個物(wu)體就是(shi)黑洞，它就是(shi)人(ren)類發現的(de)第(di)一(yi)個黑洞。
1928年，薩拉(la)(la)瑪尼安(an)·錢(qian)德(de)拉(la)(la)塞(sai)卡（天(tian)體物(wu)理學家）到(dao)英國劍橋跟英國天(tian)文學家阿瑟(se)·愛丁頓(dun)爵士(shi)（一位宣講相對(dui)論(lun)的(de)(de)(de)物(wu)理家）學習。錢(qian)德(de)拉(la)(la)塞(sai)卡意識到(dao)，泡利(li)不(bu)相容原理所能提供的(de)(de)(de)排(pai)(pai)斥(chi)力(li)(li)有一個極限(xian)。恒(heng)星中的(de)(de)(de)粒子(zi)的(de)(de)(de)最大速度差(cha)被相對(dui)論(lun)限(xian)制(zhi)為(wei)光(guang)速。這意味著，恒(heng)星變得足夠緊(jin)致之時，由不(bu)相容原理引(yin)起的(de)(de)(de)排(pai)(pai)斥(chi)力(li)(li)就會比引(yin)力(li)(li)的(de)(de)(de)作(zuo)用小。錢(qian)德(de)拉(la)(la)塞(sai)卡計算(suan)出；一個大約為(wei)太陽質量一倍半的(de)(de)(de)冷的(de)(de)(de)恒(heng)星不(bu)能支持自(zi)身以抵抗自(zi)己的(de)(de)(de)引(yin)力(li)(li)。（這質量稱為(wei)錢(qian)德(de)拉(la)(la)塞(sai)卡極限(xian)）前(qian)蘇聯科學家列夫·達維(wei)多維(wei)奇·蘭道(dao)幾(ji)乎在同時也(ye)發(fa)現了(le)類似的(de)(de)(de)結論(lun)。
如果一顆(ke)恒(heng)星(xing)的(de)(de)質(zhi)量比錢(qian)德拉塞(sai)卡極限(xian)小，它(ta)最后會停止收縮并終于變成一顆(ke)半徑為(wei)幾千英(ying)里和密度為(wei)每立方英(ying)寸(cun)幾百噸(dun)的(de)(de)“白(bai)矮(ai)星(xing)”。白(bai)矮(ai)星(xing)是(shi)它(ta)物質(zhi)中電子(zi)之間(jian)的(de)(de)不相容(rong)原理排(pai)斥力(li)所支持(chi)的(de)(de)。第一顆(ke)被(bei)觀(guan)察到(dao)的(de)(de)是(shi)繞著夜空中最亮的(de)(de)恒(heng)星(xing)——天狼星(xing)轉動的(de)(de)那(nei)一顆(ke)。
蘭(lan)道指出，對于恒星(xing)還存在另一(yi)可(ke)能的終態。其極限質(zhi)(zhi)量大約也(ye)為(wei)太(tai)陽質(zhi)(zhi)量的一(yi)倍(bei)或二(er)倍(bei)，但是其體積甚至比(bi)白矮星(xing)還小得多。這些(xie)恒星(xing)是由(you)中子和質(zhi)(zhi)子之間，而不(bu)是電子之間的不(bu)相容原理排斥力所支持(chi)。所以(yi)它(ta)們被(bei)(bei)叫做中子星(xing)。它(ta)們的半徑只有10英里左右，密度為(wei)每立(li)方英寸幾億噸。在中子星(xing)被(bei)(bei)第一(yi)次預言時(shi)，并沒有任何方法去觀(guan)察(cha)它(ta)，很久以(yi)后(hou)它(ta)們才(cai)被(bei)(bei)觀(guan)察(cha)到。
另一方面，質量(liang)比錢德拉塞(sai)卡極(ji)限還(huan)大(da)的(de)恒星(xing)(xing)在耗盡(jin)其(qi)燃料時，會(hui)出(chu)(chu)現一個很大(da)的(de)問題(ti)(ti)：在某(mou)種情形下，它們(men)會(hui)爆炸或拋出(chu)(chu)足(zu)夠的(de)物質，使(shi)自(zi)己的(de)質量(liang)減少(shao)到極(ji)限之下，以(yi)避免災難性的(de)引(yin)力坍(tan)縮，不(bu)管(guan)恒星(xing)(xing)有多大(da)，這總會(hui)發(fa)生(sheng)。愛丁(ding)頓(dun)拒絕(jue)相信錢德拉塞(sai)卡的(de)結果(guo)。愛丁(ding)頓(dun)認為(wei)，一顆恒星(xing)(xing)不(bu)可能坍(tan)縮成一點。這是(shi)大(da)多數科學家的(de)觀點：愛因斯坦(tan)自(zi)己寫了一篇論文(wen)(wen)，宣布恒星(xing)(xing)的(de)體積不(bu)會(hui)收縮為(wei)零。其(qi)他(ta)(ta)(ta)科學家，尤其(qi)是(shi)他(ta)(ta)(ta)以(yi)前的(de)老師(shi)、恒星(xing)(xing)結構的(de)主要權(quan)威——愛丁(ding)頓(dun)的(de)敵意(yi)使(shi)錢德拉塞(sai)卡拋棄(qi)了這方面的(de)工作，轉去研究(jiu)諸如恒星(xing)(xing)團運(yun)動等(deng)其(qi)他(ta)(ta)(ta)天(tian)文(wen)(wen)學問題(ti)(ti)。然而，他(ta)(ta)(ta)獲得1983年諾貝(bei)爾獎，至少(shao)部分(fen)原(yuan)因在于他(ta)(ta)(ta)早年所做(zuo)的(de)關于冷恒星(xing)(xing)的(de)質量(liang)極(ji)限的(de)工作。
錢(qian)德(de)拉(la)塞卡指出，泡(pao)利不相容原理不能夠阻止質量大(da)于錢(qian)德(de)拉(la)塞卡極限的(de)恒星發(fa)生坍(tan)縮。但(dan)是，根(gen)據廣義相對論(lun)，這(zhe)樣的(de)恒星會發(fa)生什么(me)情況呢。這(zhe)個問(wen)題(ti)被(bei)(bei)一位年輕(qing)的(de)美國人羅伯特·奧本(ben)海默于1939年首次解決。然而(er)，他所獲得的(de)結果表明，用(yong)當時的(de)望遠(yuan)鏡去觀察不會再(zai)有任何結果。以后，因第二次世界大(da)戰的(de)干擾(rao)，奧本(ben)海默卷入到(dao)原子彈計劃中去。戰后，由于大(da)部分(fen)科學(xue)家被(bei)(bei)吸(xi)引到(dao)原子和原子核尺度的(de)物理中去，因而(er)引力坍(tan)縮的(de)問(wen)題(ti)被(bei)(bei)大(da)部分(fen)人忘記了。
1967年，劍橋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一位研究生約瑟琳·貝(bei)爾發(fa)現(xian)了(le)(le)天(tian)空(kong)發(fa)射(she)出(chu)無線電(dian)波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規則脈沖的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)體，這對(dui)黑洞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)預(yu)(yu)言(yan)帶來了(le)(le)進(jin)一步的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鼓(gu)舞。起初(chu)貝(bei)爾和她的(de)(de)(de)(de)(de)(de)導師安(an)東尼·赫維許(xu)以(yi)為，他們(men)可(ke)(ke)能和我們(men)星系中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)外星文明(ming)進(jin)行了(le)(le)接觸(chu)。在宣(xuan)布(bu)他們(men)發(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)討論(lun)會上，他們(men)將這四(si)個最早發(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)源稱(cheng)為LGM1－4，LGM表(biao)示“小綠人(ren)”（“Little Green Man”）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)意思。最終他們(men)和所(suo)有(you)其他人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結論(lun)是(shi)(shi)(shi)這些(xie)被稱(cheng)為脈沖星的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)體，事實上是(shi)(shi)(shi)旋轉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)子(zi)星，這些(xie)中(zhong)子(zi)星由于(yu)(yu)(yu)在黑洞這個概念剛(gang)被提出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時候，共有(you)兩種光(guang)(guang)理(li)論(lun)：一種是(shi)(shi)(shi)牛頓贊成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微粒(li)(li)(li)說(shuo)；另一種是(shi)(shi)(shi)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)動(dong)說(shuo)。由于(yu)(yu)(yu)量子(zi)力學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)粒(li)(li)(li)二象性(xing)，光(guang)(guang)既可(ke)(ke)認為是(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)，也可(ke)(ke)認為是(shi)(shi)(shi)粒(li)(li)(li)子(zi)。在光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)動(dong)說(shuo)中(zhong)，不清(qing)楚光(guang)(guang)對(dui)引(yin)力如(ru)何響應(ying)。但是(shi)(shi)(shi)如(ru)果光(guang)(guang)是(shi)(shi)(shi)由粒(li)(li)(li)子(zi)組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，人(ren)們(men)可(ke)(ke)以(yi)預(yu)(yu)料，它們(men)正如(ru)同炮彈、火箭和行星那樣受引(yin)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。起先(xian)人(ren)們(men)以(yi)為，光(guang)(guang)粒(li)(li)(li)子(zi)無限快地運(yun)動(dong)，所(suo)以(yi)引(yin)力不可(ke)(ke)能使之慢下來，但是(shi)(shi)(shi)羅(luo)麥關于(yu)(yu)(yu)光(guang)(guang)速度(du)有(you)限的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現(xian)表(biao)明(ming)引(yin)力對(dui)之可(ke)(ke)有(you)重要(yao)效應(ying)。
1783年，劍(jian)橋的(de)(de)(de)學(xue)監約翰(han)·米歇爾(er)在(zai)這(zhe)個假定(ding)的(de)(de)(de)基礎上(shang)，在(zai)《倫敦皇家學(xue)會(hui)哲學(xue)學(xue)報》上(shang)發表了(le)一篇文章(zhang)。他(ta)指出，一個質量(liang)足夠(gou)大(da)并足夠(gou)緊致的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)會(hui)有如此(ci)強大(da)的(de)(de)(de)引(yin)力(li)場，以致于連光(guang)線都不能逃逸——任(ren)何從恒(heng)星(xing)表面發出的(de)(de)(de)光(guang)，還沒到(dao)(dao)達遠處即(ji)會(hui)被恒(heng)星(xing)的(de)(de)(de)引(yin)力(li)吸(xi)引(yin)回來。米歇爾(er)暗示，可能存在(zai)大(da)量(liang)這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)，雖然(ran)會(hui)由于從它們(men)(men)那里發出的(de)(de)(de)光(guang)不會(hui)到(dao)(dao)達我們(men)(men)這(zhe)兒而使我們(men)(men)不能看到(dao)(dao)它們(men)(men)，但我們(men)(men)仍然(ran)可以感到(dao)(dao)它們(men)(men)的(de)(de)(de)引(yin)力(li)的(de)(de)(de)吸(xi)引(yin)作用。這(zhe)正是我們(men)(men)稱為黑洞的(de)(de)(de)物體。
事實上(shang)，因(yin)為光(guang)速(su)是(shi)固定(ding)的(de)，所以(yi)，在牛(niu)頓(dun)引力(li)論(lun)(lun)中將(jiang)光(guang)類似炮彈那(nei)樣處理(li)不嚴謹。（從地面發射上(shang)天的(de)炮彈由于(yu)(yu)引力(li)而減速(su)，最后停止(zhi)上(shang)升并折回地面；然而，一(yi)個(ge)光(guang)子必須(xu)以(yi)不變的(de)速(su)度(du)繼續向(xiang)上(shang)，那(nei)么牛(niu)頓(dun)引力(li)對于(yu)(yu)光(guang)如何發生(sheng)影(ying)響。）在1915年愛因(yin)斯(si)坦提出廣義(yi)相對論(lun)(lun)之前(qian)，一(yi)直(zhi)沒有關(guan)于(yu)(yu)引力(li)如何影(ying)響光(guang)的(de)協調的(de)理(li)論(lun)(lun)，之后這個(ge)理(li)論(lun)(lun)對大質量(liang)恒星的(de)含意才被理(li)解。
觀(guan)察(cha)一(yi)(yi)個(ge)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)坍縮(suo)并形(xing)成黑(hei)洞時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，因為在(zai)(zai)相對論(lun)中沒有絕對時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)，所以每(mei)個(ge)觀(guan)測者(zhe)都有自己的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測量。由(you)(you)于恒(heng)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)力(li)(li)場，在(zai)(zai)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)上(shang)某(mou)人的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)將和(he)在(zai)(zai)遠(yuan)處某(mou)人的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)不(bu)同(tong)。假定在(zai)(zai)坍縮(suo)星(xing)(xing)(xing)表(biao)面有一(yi)(yi)無畏的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)航(hang)(hang)天(tian)員和(he)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)一(yi)(yi)起向內坍縮(suo)，按(an)照他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)，每(mei)一(yi)(yi)秒(miao)鐘(zhong)發一(yi)(yi)信(xin)(xin)號到(dao)(dao)一(yi)(yi)個(ge)繞著該恒(heng)星(xing)(xing)(xing)轉動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)(chuan)上(shang)去(qu)。在(zai)(zai)他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)某(mou)一(yi)(yi)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)刻，譬(pi)如11點(dian)(dian)(dian)鐘(zhong)，恒(heng)星(xing)(xing)(xing)剛好收(shou)縮(suo)到(dao)(dao)它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)臨界半(ban)徑，此時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)引(yin)力(li)(li)場強到(dao)(dao)沒有任(ren)何東西可以逃逸(yi)出去(qu)，他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)號再也不(bu)能傳(chuan)到(dao)(dao)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)(chuan)了(le)。當11點(dian)(dian)(dian)到(dao)(dao)達(da)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，他在(zai)(zai)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)(chuan)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)伙伴(ban)發現，航(hang)(hang)天(tian)員發來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)串(chuan)信(xin)(xin)號的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)隔(ge)越(yue)(yue)變(bian)越(yue)(yue)長。但是(shi)(shi)這個(ge)效(xiao)應在(zai)(zai)10點(dian)(dian)(dian)59分59秒(miao)之(zhi)前(qian)是(shi)(shi)非常微小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)收(shou)到(dao)(dao)10點(dian)(dian)(dian)59分58秒(miao)和(he)10點(dian)(dian)(dian)59分59秒(miao)發出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩個(ge)信(xin)(xin)號之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)，他們只(zhi)需等待比一(yi)(yi)秒(miao)鐘(zhong)稍長一(yi)(yi)點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)，然而他們必須為11點(dian)(dian)(dian)發出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)號等待無限長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)。按(an)照航(hang)(hang)天(tian)員的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)手表(biao)，光波是(shi)(shi)在(zai)(zai)10點(dian)(dian)(dian)59分59秒(miao)和(he)11點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)由(you)(you)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)表(biao)面發出；從空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)(chuan)上(shang)看，那光波被散開到(dao)(dao)無限長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)隔(ge)里。在(zai)(zai)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)(chuan)上(shang)收(shou)到(dao)(dao)這一(yi)(yi)串(chuan)光波的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)隔(ge)變(bian)得越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)長，所以恒(heng)星(xing)(xing)(xing)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光顯得越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)紅、越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)淡，最后，該恒(heng)星(xing)(xing)(xing)變(bian)得如此之(zhi)朦(meng)朧，以至于從空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)(chuan)上(shang)再也看不(bu)見(jian)它(ta)，所余下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)只(zhi)是(shi)(shi)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個(ge)黑(hei)洞。然而，此恒(heng)星(xing)(xing)(xing)繼(ji)續以同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)力(li)(li)作(zuo)用到(dao)(dao)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)(chuan)上(shang)，使飛(fei)(fei)(fei)(fei)船(chuan)(chuan)繼(ji)續繞著所形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)洞旋轉。
但(dan)是由于(yu)以下的(de)(de)問題(ti)，使得(de)上(shang)(shang)(shang)述情(qing)景不(bu)是完(wan)全現(xian)實的(de)(de)。離開恒星越(yue)遠(yuan)則(ze)引力(li)(li)越(yue)弱，所以作用在(zai)(zai)(zai)這位(wei)無畏的(de)(de)航天(tian)(tian)員(yuan)(yuan)腳上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)引力(li)(li)總比作用到他(ta)頭(tou)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)大(da)(da)(da)。在(zai)(zai)(zai)恒星還未收(shou)縮(suo)到臨界半(ban)徑而形(xing)成事件視界之(zhi)(zhi)前，這力(li)(li)的(de)(de)差就已經將(jiang)(jiang)航天(tian)(tian)員(yuan)(yuan)拉成意大(da)(da)(da)利(li)面條(tiao)那樣，甚至(zhi)將(jiang)(jiang)他(ta)撕裂(lie)!然(ran)而，在(zai)(zai)(zai)宇宙中存在(zai)(zai)(zai)質量大(da)(da)(da)得(de)多(duo)的(de)(de)天(tian)(tian)體(ti)，譬如(ru)星系(xi)的(de)(de)中心區域，它們遭受到引力(li)(li)坍縮(suo)而產(chan)生(sheng)黑(hei)洞(dong)(dong)；一位(wei)在(zai)(zai)(zai)這樣的(de)(de)物(wu)體(ti)上(shang)(shang)(shang)面的(de)(de)航天(tian)(tian)員(yuan)(yuan)在(zai)(zai)(zai)黑(hei)洞(dong)(dong)形(xing)成之(zhi)(zhi)前不(bu)會被撕開。事實上(shang)(shang)(shang)，當他(ta)到達臨界半(ban)徑時，不(bu)會有任何異樣的(de)(de)感覺(jue)，甚至(zhi)在(zai)(zai)(zai)通過永(yong)不(bu)回返(fan)的(de)(de)那一點(dian)時，都沒注意到。但(dan)是，隨著這區域繼續坍縮(suo)，只要在(zai)(zai)(zai)幾個鐘頭(tou)之(zhi)(zhi)內，作用到他(ta)頭(tou)上(shang)(shang)(shang)和腳上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)引力(li)(li)之(zhi)(zhi)差會變得(de)如(ru)此之(zhi)(zhi)大(da)(da)(da)，以至(zhi)于(yu)再將(jiang)(jiang)其撕裂(lie)。
羅(luo)杰·彭羅(luo)斯在(zai)(zai)(zai)1965年和(he)1970年之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究指(zhi)出(chu)(chu)，根據廣(guang)義相對(dui)論，在(zai)(zai)(zai)黑洞中必然存在(zai)(zai)(zai)無限大密度和(he)空間——時間曲率的(de)(de)(de)(de)(de)奇(qi)點(dian)。這和(he)時間開端時的(de)(de)(de)(de)(de)大爆炸相當類似，只不(bu)(bu)過(guo)它是一個坍縮(suo)物體和(he)航天員(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)時間終點(dian)而已(yi)。在(zai)(zai)(zai)此(ci)奇(qi)點(dian)，科學定(ding)律和(he)預(yu)言(yan)將(jiang)來的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)都(dou)失(shi)效(xiao)了(le)。然而，任何留在(zai)(zai)(zai)黑洞之(zhi)外的(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)察(cha)者，將(jiang)不(bu)(bu)會(hui)受到(dao)可預(yu)見性失(shi)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)影響，因為(wei)從奇(qi)點(dian)出(chu)(chu)發的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)管(guan)是光還(huan)是任何其他信號都(dou)不(bu)(bu)能(neng)(neng)到(dao)達。這令人驚奇(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)事實導致羅(luo)杰·彭羅(luo)斯提出(chu)(chu)了(le)宇(yu)(yu)宙監督(du)猜測(ce)，它可以(yi)被(bei)意譯為(wei)：“上帝(di)憎惡裸奇(qi)點(dian)。”換言(yan)之(zhi)，由引力(li)坍縮(suo)所(suo)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)奇(qi)點(dian)只能(neng)(neng)發生(sheng)在(zai)(zai)(zai)像黑洞這樣的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)方，在(zai)(zai)(zai)那兒它被(bei)事件視界體面地(di)遮住而不(bu)(bu)被(bei)外界看見。嚴格地(di)講，這是所(suo)謂弱(ruo)的(de)(de)(de)(de)(de)宇(yu)(yu)宙監督(du)猜測(ce)：它使留在(zai)(zai)(zai)黑洞外面的(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)察(cha)者不(bu)(bu)致受到(dao)發生(sheng)在(zai)(zai)(zai)奇(qi)點(dian)處的(de)(de)(de)(de)(de)可預(yu)見性失(shi)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)影響，但它對(dui)那位不(bu)(bu)幸落(luo)到(dao)黑洞里(li)的(de)(de)(de)(de)(de)可憐的(de)(de)(de)(de)(de)航天員(yuan)卻是愛莫能(neng)(neng)助。
廣義相對論相關
廣(guang)義相對(dui)論方(fang)程存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)些解，這些解使(shi)得(de)我們的(de)(de)(de)航(hang)天(tian)員(yuan)可能看(kan)到裸(luo)奇點(dian)(dian)。他(ta)(ta)也許(xu)能避免撞到奇點(dian)(dian)上去(qu)(qu)，而穿過一(yi)(yi)個(ge)“蟲洞”來(lai)到宇宙的(de)(de)(de)另一(yi)(yi)區域(yu)。看(kan)來(lai)這給空(kong)間(jian)——時間(jian)內的(de)(de)(de)旅行(xing)(xing)提供了巨大(da)的(de)(de)(de)可能性。但是(shi)不(bu)幸(xing)的(de)(de)(de)是(shi)，所有這些解似(si)乎都是(shi)非常不(bu)穩定的(de)(de)(de)；最小的(de)(de)(de)干擾，譬如(ru)一(yi)(yi)個(ge)航(hang)天(tian)員(yuan)的(de)(de)(de)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)就會使(shi)之(zhi)(zhi)改變，以至于(yu)他(ta)(ta)還沒能看(kan)到此奇點(dian)(dian)，就撞上去(qu)(qu)而結束了他(ta)(ta)的(de)(de)(de)時間(jian)。換言之(zhi)(zhi)，奇點(dian)(dian)總是(shi)發生在(zai)(zai)(zai)他(ta)(ta)的(de)(de)(de)將(jiang)來(lai)，而從不(bu)會在(zai)(zai)(zai)過去(qu)(qu)。強的(de)(de)(de)宇宙監督猜測(ce)是(shi)說，在(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)個(ge)現實的(de)(de)(de)解里，奇點(dian)(dian)總是(shi)或者(zhe)整個(ge)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)于(yu)將(jiang)來(lai)（如(ru)引(yin)力(li)坍(tan)縮(suo)的(de)(de)(de)奇點(dian)(dian)），或者(zhe)整個(ge)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)于(yu)過去(qu)(qu)（如(ru)大(da)爆炸）。因為在(zai)(zai)(zai)接近裸(luo)奇點(dian)(dian)處可能旅行(xing)(xing)到過去(qu)(qu)，所以宇宙監督猜測(ce)的(de)(de)(de)某種形式的(de)(de)(de)成立是(shi)大(da)有希望(wang)的(de)(de)(de)。
事件視(shi)界(jie)(jie)，也就(jiu)是(shi)空(kong)間——時間中不可(ke)逃(tao)逸區域的(de)(de)邊(bian)界(jie)(jie)，正如同圍繞著黑(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)單向膜：物體，譬如不謹慎的(de)(de)航天員，能通過事件視(shi)界(jie)(jie)落(luo)到(dao)(dao)黑(hei)洞(dong)(dong)里去，但(dan)是(shi)沒(mei)有任(ren)(ren)何東(dong)西(xi)可(ke)以通過事件視(shi)界(jie)(jie)而(er)逃(tao)離黑(hei)洞(dong)(dong)。（記住事件視(shi)界(jie)(jie)是(shi)企圖(tu)逃(tao)離黑(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)光(guang)的(de)(de)空(kong)間——時間軌道，沒(mei)有任(ren)(ren)何東(dong)西(xi)可(ke)以比光(guang)運動得更快）人們可(ke)以將詩人但(dan)丁針對地獄入(ru)口所說的(de)(de)話恰到(dao)(dao)好處地用(yong)于事件視(shi)界(jie)(jie)：“從這(zhe)兒進去的(de)(de)人必(bi)須拋棄一切希(xi)望。”任(ren)(ren)何東(dong)西(xi)或任(ren)(ren)何人一旦進入(ru)事件視(shi)界(jie)(jie)，就(jiu)會很快地到(dao)(dao)達無限致密(mi)的(de)(de)區域和時間的(de)(de)終點。
廣義(yi)相(xiang)對論(lun)預言，運動的(de)(de)(de)(de)(de)重物(wu)會(hui)(hui)(hui)導致(zhi)引(yin)(yin)力(li)(li)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)輻射(she)，那(nei)是以(yi)(yi)光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)速度傳播的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)間——時間曲率的(de)(de)(de)(de)(de)漣(lian)(lian)漪。引(yin)(yin)力(li)(li)波(bo)(bo)和(he)(he)電磁場的(de)(de)(de)(de)(de)漣(lian)(lian)漪光(guang)波(bo)(bo)相(xiang)類似，但是要探測(ce)到(dao)它(ta)則(ze)困難得多。就(jiu)像(xiang)光(guang)一(yi)(yi)(yi)樣，它(ta)帶走了(le)發射(she)它(ta)們的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)能量。因為任何運動中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)能量都會(hui)(hui)(hui)被引(yin)(yin)力(li)(li)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)輻射(she)所帶走，所以(yi)(yi)可以(yi)(yi)預料，一(yi)(yi)(yi)個大(da)(da)質量物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)系統最(zui)終會(hui)(hui)(hui)趨(qu)向于一(yi)(yi)(yi)種不(bu)變的(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態。（這和(he)(he)扔一(yi)(yi)(yi)塊軟木(mu)到(dao)水中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)情況相(xiang)當(dang)類似，起先翻(fan)上翻(fan)下(xia)折騰了(le)好一(yi)(yi)(yi)陣，但是當(dang)漣(lian)(lian)漪將(jiang)(jiang)其能量帶走，就(jiu)使它(ta)最(zui)終平靜下(xia)來(lai)。）例(li)如，繞著太陽(yang)公轉的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)球(qiu)(qiu)即(ji)(ji)產(chan)生引(yin)(yin)力(li)(li)波(bo)(bo)。其能量損失(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)效應將(jiang)(jiang)改變地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)軌道，使之逐(zhu)漸越來(lai)越接近(jin)太陽(yang)，最(zui)后撞到(dao)太陽(yang)上，以(yi)(yi)這種方式歸于最(zui)終不(bu)變的(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態。在地(di)球(qiu)(qiu)和(he)(he)太陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)情形(xing)下(xia)能量損失(shi)(shi)率非常(chang)小——大(da)(da)約只能點(dian)燃(ran)一(yi)(yi)(yi)個小電熱器， 這意味著要用大(da)(da)約1千億億億年地(di)球(qiu)(qiu)才會(hui)(hui)(hui)和(he)(he)太陽(yang)相(xiang)撞，沒(mei)有(you)必要立即(ji)(ji)去為之擔憂(you)！地(di)球(qiu)(qiu)軌道改變的(de)(de)(de)(de)(de)過程極其緩(huan)慢(man)，以(yi)(yi)至于根(gen)本觀測(ce)不(bu)到(dao)。但幾年以(yi)(yi)前，在稱(cheng)為PSR1913+16（PSR表示“脈沖(chong)星(xing)”，一(yi)(yi)(yi)種特別的(de)(de)(de)(de)(de)發射(she)出無線電波(bo)(bo)規則(ze)脈沖(chong)的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)子星(xing)）的(de)(de)(de)(de)(de)系統中(zhong)觀測(ce)到(dao)這一(yi)(yi)(yi)效應。此系統包含兩個互相(xiang)圍繞著運動的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)子星(xing)，由于引(yin)(yin)力(li)(li)波(bo)(bo)輻射(she)，它(ta)們的(de)(de)(de)(de)(de)能量損失(shi)(shi)，使之相(xiang)互以(yi)(yi)螺旋線軌道靠(kao)近(jin)。
在恒星(xing)引(yin)力坍縮形(xing)(xing)成黑洞時，運(yun)動會(hui)(hui)更快得多(duo)(duo)(duo)，這(zhe)樣能量被帶走的速(su)率(lv)就(jiu)高得多(duo)(duo)(duo)。所以(yi)不(bu)用太長的時間就(jiu)會(hui)(hui)達到(dao)不(bu)變的狀態。人們(men)會(hui)(hui)以(yi)為它將(jiang)依(yi)賴于形(xing)(xing)成黑洞的恒星(xing)的所有的復雜(za)特征——不(bu)僅僅它的質量和轉動速(su)度(du)，而(er)且(qie)恒星(xing)不(bu)同(tong)部(bu)分的不(bu)同(tong)密(mi)度(du)以(yi)及恒星(xing)內氣體(ti)(ti)的復雜(za)運(yun)動。如果黑洞就(jiu)像(xiang)坍縮形(xing)(xing)成它們(men)的原先物體(ti)(ti)那(nei)樣變化多(duo)(duo)(duo)端，一般來講(jiang)，對(dui)之(zhi)作任(ren)何(he)預(yu)言都將(jiang)是非常困難的。
然而(er)，加拿大(da)科(ke)學家外(wai)奈·伊斯(si)(si)雷(lei)爾(er)在(zai)1967年使黑(hei)洞(dong)(dong)研究發生了徹(che)底(di)的(de)(de)(de)改變。他指出(chu)，根據廣(guang)義相對論，非旋(xuan)轉的(de)(de)(de)黑(hei)洞(dong)(dong)必(bi)須是(shi)(shi)非常簡(jian)單、完美的(de)(de)(de)球(qiu)形(xing)；其大(da)小只依賴于它(ta)們(men)的(de)(de)(de)質量，并且任(ren)何(he)兩(liang)個(ge)(ge)(ge)這(zhe)樣的(de)(de)(de)同質量的(de)(de)(de)黑(hei)洞(dong)(dong)必(bi)須是(shi)(shi)等同的(de)(de)(de)。事(shi)實上，它(ta)們(men)可以用(yong)愛(ai)因斯(si)(si)坦(tan)的(de)(de)(de)特(te)解(jie)來(lai)描述，這(zhe)個(ge)(ge)(ge)解(jie)是(shi)(shi)在(zai)廣(guang)義相對論發現后不久的(de)(de)(de)1917年卡爾(er)·施瓦茲席爾(er)德找到(dao)的(de)(de)(de)。一開(kai)始，許(xu)多(duo)人(ren)（其中包(bao)括伊斯(si)(si)雷(lei)爾(er)自己）認為，既然黑(hei)洞(dong)(dong)必(bi)須是(shi)(shi)完美的(de)(de)(de)球(qiu)形(xing)，一個(ge)(ge)(ge)黑(hei)洞(dong)(dong)只能由一個(ge)(ge)(ge)完美球(qiu)形(xing)物體坍縮而(er)形(xing)成。所(suo)以，任(ren)何(he)實際(ji)的(de)(de)(de)恒星從來(lai)都不是(shi)(shi)完美的(de)(de)(de)球(qiu)形(xing)只會坍縮形(xing)成一個(ge)(ge)(ge)裸奇點。
然而，對于伊斯雷爾的(de)結(jie)(jie)果，一些人，特別是羅(luo)杰(jie)·彭羅(luo)斯和約翰·惠(hui)勒(le)提(ti)倡(chang)一種(zhong)不同的(de)解釋(shi)。他們論(lun)證(zheng)道，牽涉恒(heng)星坍縮的(de)快速運動(dong)表明(ming)，其(qi)(qi)釋(shi)放(fang)出來的(de)引力(li)波(bo)使之越來越近于球(qiu)(qiu)形(xing)，到它(ta)(ta)終于靜態(tai)時，就變成(cheng)準確的(de)球(qiu)(qiu)形(xing)。按照(zhao)這種(zhong)觀點，任何非旋轉(zhuan)恒(heng)星，不管其(qi)(qi)形(xing)狀和內部結(jie)(jie)構如何復雜，在引力(li)坍縮之后都(dou)將終結(jie)(jie)于一個完美的(de)球(qiu)(qiu)形(xing)黑洞，其(qi)(qi)大(da)小只依賴于它(ta)(ta)的(de)質量。這種(zhong)觀點得(de)到進一步(bu)的(de)計算支持，并(bing)且很快就為大(da)家所接受。
伊(yi)斯雷爾的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)只處理了由非旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)物體形(xing)成的(de)(de)(de)黑洞(dong)(dong)。1963年，新西蘭人羅伊(yi)·克爾找到了廣義相對論方程的(de)(de)(de)描(miao)述(shu)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)黑洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)族解(jie)(jie)。這些“克爾”黑洞(dong)(dong)以恒常速度(du)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)，其大小與形(xing)狀只依(yi)賴于它(ta)們(men)的(de)(de)(de)質(zhi)量和(he)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)(de)速度(du)。如(ru)(ru)果(guo)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)為零，黑洞(dong)(dong)就是(shi)完美(mei)的(de)(de)(de)球形(xing)，這解(jie)(jie)就和(he)施瓦(wa)茲席爾德解(jie)(jie)一(yi)(yi)樣(yang)。如(ru)(ru)果(guo)有旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)，黑洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)赤道附(fu)近(jin)就鼓出(chu)去（正如(ru)(ru)地(di)球或太陽由于旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)而(er)鼓出(chu)去一(yi)(yi)樣(yang)），而(er)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)得越快則鼓得越多。由此人們(men)猜測，如(ru)(ru)將伊(yi)斯雷爾的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)推廣到包括旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)體的(de)(de)(de)情形(xing)，則任何旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)物體坍縮(suo)形(xing)成黑洞(dong)(dong)后，將最后終結(jie)于由克爾解(jie)(jie)描(miao)述(shu)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個靜態。
黑洞是(shi)(shi)(shi)科學(xue)(xue)史上極(ji)為(wei)(wei)罕見的(de)(de)(de)(de)(de)情形之(zhi)一(yi)(yi)(yi)(yi)，在(zai)沒有任何(he)觀測(ce)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)證(zheng)據證(zheng)明其理論(lun)是(shi)(shi)(shi)正確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)情形下，作為(wei)(wei)數學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)型被發展到(dao)非常(chang)詳盡的(de)(de)(de)(de)(de)地步。的(de)(de)(de)(de)(de)確(que)，這(zhe)經常(chang)是(shi)(shi)(shi)反(fan)對(dui)(dui)黑洞的(de)(de)(de)(de)(de)主要論(lun)據：怎(zen)么能(neng)相信一(yi)(yi)(yi)(yi)個其依據只是(shi)(shi)(shi)基(ji)于令人懷(huai)疑的(de)(de)(de)(de)(de)廣義相對(dui)(dui)論(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)計算的(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)(dui)象呢?然而，1963年，加利福尼亞的(de)(de)(de)(de)(de)帕羅瑪天文臺的(de)(de)(de)(de)(de)天文學(xue)(xue)家(jia)馬丁·施密特測(ce)量(liang)了(le)(le)在(zai)稱為(wei)(wei)3C273（即是(shi)(shi)(shi)劍橋射電源(yuan)(yuan)編目(mu)第(di)三類(lei)(lei)的(de)(de)(de)(de)(de)273號）射電源(yuan)(yuan)方(fang)向的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)個黯淡(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)(lei)星(xing)體的(de)(de)(de)(de)(de)紅移。他(ta)發現引力(li)(li)場不(bu)可(ke)能(neng)引起這(zhe)么大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)紅移——如(ru)果它(ta)是(shi)(shi)(shi)引力(li)(li)紅移，這(zhe)類(lei)(lei)星(xing)體必(bi)須具(ju)有如(ru)此(ci)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)，并離(li)(li)地球(qiu)如(ru)此(ci)之(zhi)近，以至(zhi)于會干擾太陽系中的(de)(de)(de)(de)(de)行星(xing)軌道。這(zhe)暗(an)示此(ci)紅移是(shi)(shi)(shi)由宇宙的(de)(de)(de)(de)(de)膨脹引起的(de)(de)(de)(de)(de)，進而表明此(ci)物體離(li)(li)地球(qiu)非常(chang)遠(yuan)。由于在(zai)這(zhe)么遠(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離(li)(li)還能(neng)被觀察到(dao)，它(ta)必(bi)須非常(chang)亮，也(ye)就是(shi)(shi)(shi)必(bi)須輻射出大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。人們(men)會想到(dao)，產生這(zhe)么大(da)量(liang)能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)唯一(yi)(yi)(yi)(yi)機制看來不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)(yi)個恒星(xing)，而是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)(yi)個星(xing)系的(de)(de)(de)(de)(de)整個中心(xin)區域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)引力(li)(li)坍(tan)縮。人們(men)還發現了(le)(le)許多其他(ta)類(lei)(lei)星(xing)體，它(ta)們(men)都有很大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)紅移。但(dan)是(shi)(shi)(shi)它(ta)們(men)都離(li)(li)開地球(qiu)太遠(yuan)了(le)(le)，所以對(dui)(dui)之(zhi)進行觀察太困難，以至(zhi)于不(bu)能(neng)。
看清黑洞磁場
科學家(jia)(jia)認為，黑(hei)洞(dong)(dong)引擎是(shi)(shi)由磁(ci)場驅動的(de)。借助事件視(shi)界望遠鏡（Event Horizon Telescope，EHT），天文(wen)學家(jia)(jia)在(zai)我們銀河系(xi)中心超大黑(hei)洞(dong)(dong)事件視(shi)界的(de)外側探測到了磁(ci)場。發現(xian)在(zai)靠近黑(hei)洞(dong)(dong)的(de)某些區(qu)域(yu)是(shi)(shi)混亂(luan)的(de)，有著雜亂(luan)的(de)磁(ci)圈和渦漩(xuan)，就(jiu)像攪在(zai)一起的(de)意大利面。相反，其他區(qu)域(yu)的(de)磁(ci)場則有序得多，可能是(shi)(shi)物(wu)質噴流產生(sheng)的(de)區(qu)域(yu)。還發現(xian)，黑(hei)洞(dong)(dong)周邊的(de)磁(ci)場在(zai)短(duan)至(zhi)15分鐘的(de)時間段內(nei)都會發生(sheng)明(ming)顯變化。
理論修改
2015年3月，霍金(jin)對黑洞理論進行了修(xiu)改，宣稱黑洞實(shi)際(ji)上是(shi)“灰(hui)色的”。新(xin)“灰(hui)洞”理論稱，物質和能量被黑洞困(kun)住一段時間后，又(you)會被重新(xin)釋(shi)放到宇宙中。
2016年1月，霍金同物理(li)(li)學家(jia)馬爾科姆·佩里、安德魯·施特羅明格提出了(le)新理(li)(li)論：讓(rang)信息“逃逸”的(de)黑(hei)(hei)洞(dong)裂口由(you)“柔軟(ruan)的(de)帶電毛發”組(zu)成(cheng)，它們是(shi)位于視界線上的(de)光(guang)子和引力子組(zu)成(cheng)的(de)粒(li)(li)子，這些能量極低甚至為零的(de)粒(li)(li)子能捕獲并(bing)存(cun)儲落入黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)粒(li)(li)子的(de)信息。
一個由美(mei)國(guo)、英(ying)國(guo)、意大利和(he)奧地利科學(xue)家組成的國(guo)際研(yan)究團隊，根據先(xian)前的研(yan)究和(he)通過超級(ji)計算(suan)機的模(mo)擬，發(fa)現(xian)黑(hei)洞(dong)、引力波和(he)暗物(wu)質(zhi)均具有分形幾何特征。有專家認為，這一重大發(fa)現(xian)將導致對天文學(xue)甚至物(wu)理學(xue)諸多不同領域的深刻認識。
黑洞是宇宙空間內存(cun)在的(de)(de)一種密度無(wu)限(xian)大(da)、體(ti)積(ji)無(wu)限(xian)小(xiao)的(de)(de)天體(ti)，所有(you)的(de)(de)物(wu)理(li)定理(li)遇到黑洞都會失(shi)效(xiao)；它是由質量足夠大(da)的(de)(de)恒星(xing)在核聚變反應的(de)(de)燃料(liao)耗盡而(er)“死亡”后，發生引(yin)力坍縮(suo)產生的(de)(de)。當黑洞“打嗝(ge)”時(shi)，就意味(wei)著有(you)某個天體(ti)被黑洞“吞噬”，黑洞依靠吞噬落入(ru)其中物(wu)質“成(cheng)長”；當黑洞“進(jin)食(shi)”大(da)量物(wu)質時(shi)，就會有(you)高速等(deng)離子噴(pen)流從黑洞邊緣(yuan)逃逸而(er)出。科學家利用流體(ti)動力學和引(yin)力相關理(li)論并(bing)通過超級(ji)計算機進(jin)行模擬后得(de)出結(jie)論——“進(jin)食(shi)”正在成(cheng)長過程中的(de)(de)黑洞，將會使其形成(cheng)分形表面。
“黑(hei)洞”一詞(ci)命名者、美國著名物理學(xue)(xue)家(jia)約翰·惠勒教授曾經說(shuo)過：今后誰不熟悉分(fen)(fen)(fen)形幾何(he)(he)(he)，誰就不能被稱(cheng)為科學(xue)(xue)上的(de)文化(hua)人。中國著名學(xue)(xue)者周(zhou)海(hai)中教授曾經指出：分(fen)(fen)(fen)形幾何(he)(he)(he)不僅展(zhan)示了(le)(le)數(shu)學(xue)(xue)之美，也揭示了(le)(le)世界(jie)的(de)本質(zhi)，從而改變了(le)(le)人們理解自然奧秘的(de)方式；可以說(shuo)分(fen)(fen)(fen)形幾何(he)(he)(he)是真正描述大自然的(de)幾何(he)(he)(he)學(xue)(xue)，對它的(de)研究也極(ji)大地拓展(zhan)了(le)(le)人類的(de)認知(zhi)疆(jiang)域(yu)。可見(jian)，分(fen)(fen)(fen)形幾何(he)(he)(he)有(you)著極(ji)其(qi)重要的(de)科學(xue)(xue)地位。
黑洞是(shi)宇宙中最神(shen)秘的(de)自(zi)然現象。它為什么具(ju)有分形幾何特征，其原(yuan)因現在還(huan)是(shi)一個(ge)謎。
幾十年來宇宙學家一(yi)直對(dui)黑洞(dong)會摧毀制造(zao)它的(de)(de)資料的(de)(de)問題所困擾。黑洞(dong)是由它的(de)(de)質量、能量、旋轉所定位(wei)。
假如是(shi)這(zhe)樣那就(jiu)無法(fa)知道最先(xian)是(shi)什么(me)讓它產生(sheng)的。另(ling)一(yi)方面(mian)量子力學(xue)說(shuo)資料永(yong)遠(yuan)會被保(bao)存(cun)，而且你可以用(yong)那些(xie)資料重建它的過去(qu)。
史蒂芬·霍金讓這問題(ti)加大，當他說黑洞(dong)會(hui)漏輻(fu)射(she)(she)。黑洞(dong)會(hui)漏輻(fu)射(she)(she)到(dao)摧毀自己，然后唯(wei)一可(ke)以知道(dao)它是由什么產生的只有在那些(xie)輻(fu)射(she)(she)的資(zi)料里面可(ke)以找到(dao)。
在2004年霍金(jin)說他(ta)錯了，而是(shi)否(fou)黑洞會儲存資料的(de)(de)辯(bian)論就從此沒有停止過。布(bu)法羅(luo)大(da)學的(de)(de)博(bo)士生AnshulSaini說黑洞釋(shi)放出(chu)的(de)(de)輻射（也稱作霍金(jin)輻射）并不(bu)像霍金(jin)想的(de)(de)那么(me)隨意。
Siani說(shuo)要了解跑進洞(dong)里的(de)資(zi)料，你不只需(xu)(xu)要看霍(huo)金輻射釋放出的(de)粒(li)子，你還需(xu)(xu)要看它們如何(he)互應。這包括引力(li)與(yu)粒(li)子傳送光(guang)給對方的(de)方式。他說(shuo)“這些關(guan)聯一開始(shi)很小，但會(hui)隨著時(shi)間(jian)成長(chang)。”
Saini的(de)(de)監督者DejanStojkovic博士說“這些(xie)關(guan)(guan)聯在計算中時(shi)(shi)常被(bei)忽略因為它們(men)很小(xiao)被(bei)認為不會有很大(da)的(de)(de)影響。我們(men)的(de)(de)計算顯示這些(xie)關(guan)(guan)聯一開始很小(xiao)，但隨著時(shi)(shi)間它會成(cheng)長大(da)到(dao)可以影響結果(guo)。”
許多物理學家們都做(zuo)出了(le)結論(lun)說(shuo)黑洞里的(de)資(zi)(zi)料(liao)(liao)一(yi)定會留(liu)下，所(suo)以可以讓我們回顧那些資(zi)(zi)料(liao)(liao)，但(dan)他們理論(lun)的(de)基礎是用資(zi)(zi)料(liao)(liao)保存的(de)廣義(yi)論(lun)。
霍金自己(ji)跟其他人想要展示一個觀察者如(ru)何可以得到那些資料(liao)的方法并沒有很(hen)大的說服(fu)力。
實(shi)際上要(yao)了解制造一個黑洞的(de)(de)成分幾(ji)乎是不可能的(de)(de)任(ren)務。任(ren)何(he)觀(guan)察者都(dou)會需要(yao)收集照射到不同方向的(de)(de)粒(li)子。
還(huan)需要收(shou)集(ji)讓這互動成(cheng)型(xing)的(de)介質(zhi)像是光子和引力(li)子。不過對于宇宙(zhou)學家這可能性是小事，真正重要的(de)是守(shou)恒律有(you)被(bei)保(bao)存(cun)。
黑洞的(de)(de)(de)存(cun)在部分地證(zheng)實了它的(de)(de)(de)預言。在宇宙中存(cun)在幾百萬(wan)個黑洞，它的(de)(de)(de)存(cun)在總(zong)是(shi)需(xu)要起(qi)到一(yi)(yi)些(xie)作用的(de)(de)(de)。如果(guo)要想徹(che)底揭開黑洞之謎，還(huan)需(xu)時間，這也意(yi)味著(zhu)給予有(you)關人類終極命運的(de)(de)(de)思索一(yi)(yi)個明確(que)的(de)(de)(de)答(da)案。?
德國馬(ma)克(ke)(ke)斯(si)普朗克(ke)(ke)核物(wu)理(li)研(yan)究(jiu)所(suo)和赫(he)爾(er)姆霍茨柏(bo)林(lin)中心的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)人(ren)員使(shi)用柏(bo)林(lin)同步加(jia)速器（BESSY Ⅱ）在實驗(yan)室(shi)成(cheng)功產生了(le)黑洞(dong)(dong)周邊的(de)(de)(de)等離(li)子體。通過該研(yan)究(jiu)，之前只能(neng)在太(tai)空由人(ren)造衛(wei)星執行的(de)(de)(de)天文物(wu)理(li)實驗(yan)，也可以在地(di)面進行，諸(zhu)多天文物(wu)理(li)學難題有望得到(dao)解(jie)決(jue)。黑洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)重力(li)很(hen)大，會(hui)吸附一(yi)切物(wu)質(zhi)。進入黑洞(dong)(dong)后，任何(he)東西都不可能(neng)從黑洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)邊界之內逃逸(yi)出(chu)來。隨著被吸入的(de)(de)(de)物(wu)體的(de)(de)(de)溫度不斷升高，會(hui)產生核與電(dian)子分離(li)的(de)(de)(de)高溫等離(li)子體。
黑洞吸附(fu)物(wu)質會產生(sheng)X射(she)線，X射(she)線反過來(lai)又會刺激其中的大量化學(xue)元素發射(she)出具有獨特(te)線條（顏(yan)色）的X射(she)線。分(fen)析這(zhe)些線條可以幫助(zhu)科學(xue)家了(le)解更多有關黑洞附(fu)近等離(li)子體的密度(du)(du)、速度(du)(du)和組成成分(fen)等信息(xi)。
在這個過程(cheng)中(zhong)，鐵(tie)起(qi)了非常關鍵(jian)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用。盡管鐵(tie)在宇宙中(zhong)的(de)(de)(de)(de)儲量并不如更(geng)(geng)輕(qing)的(de)(de)(de)(de)氫和氦豐(feng)富，但是，它(ta)能夠更(geng)(geng)好(hao)地吸收和重新發(fa)射(she)出X射(she)線，發(fa)射(she)出的(de)(de)(de)(de)光子(zi)因此也比(bi)其他(ta)更(geng)(geng)輕(qing)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)發(fa)射(she)出的(de)(de)(de)(de)光子(zi)具(ju)有(you)更(geng)(geng)高的(de)(de)(de)(de)能量、更(geng)(geng)短的(de)(de)(de)(de)波長（使(shi)得其具(ju)有(you)不同的(de)(de)(de)(de)顏(yan)色）。
鐵發(fa)射(she)出的X射(she)線(xian)在穿過黑洞周圍的介質時也會(hui)(hui)被吸收。在這個(ge)(ge)所(suo)謂的光離(li)化過程中，鐵原子(zi)(zi)通常會(hui)(hui)經歷幾次電離(li)，其包(bao)含的26個(ge)(ge)電子(zi)(zi)中有超過一半會(hui)(hui)被去除，最終(zhong)產生帶電離(li)子(zi)(zi)，帶電離(li)子(zi)(zi)聚集成為等離(li)子(zi)(zi)體，研究人員可以(yi)在實驗(yan)室中重(zhong)現了這個(ge)(ge)過程。
實(shi)驗的(de)核(he)(he)心(xin)是馬(ma)克(ke)斯普朗克(ke)核(he)(he)物理研究所(suo)設計的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)束離子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)。在(zai)這個離子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)中，鐵原子(zi)(zi)(zi)經由一(yi)束強烈的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)束加(jia)熱，從(cong)而被(bei)離子(zi)(zi)(zi)化(hua)14次。實(shi)驗過程(cheng)如下：一(yi)團鐵離子(zi)(zi)(zi)（僅僅幾厘(li)米(mi)長并且像頭發絲(si)一(yi)樣(yang)薄）在(zai)磁場和電(dian)場的(de)作用下被(bei)懸停在(zai)一(yi)個超高(gao)(gao)真空內，同步加(jia)速器發射出(chu)(chu)的(de)X射線的(de)光子(zi)(zi)(zi)能量被(bei)一(yi)臺精確性(xing)超高(gao)(gao)的(de)“單(dan)色儀”挑選出(chu)(chu)來(lai)，作為一(yi)束很(hen)薄但卻集中的(de)光束施加(jia)到(dao)鐵離子(zi)(zi)(zi)上。
實(shi)驗室測量(liang)到(dao)的光譜線與錢(qian)德拉X射(she)線天文臺和牛(niu)頓X射(she)線多鏡(jing)望遠鏡(jing)所觀(guan)測的結果相(xiang)匹配(pei)。也就是說，研究人(ren)員(yuan)在(zai)地面實(shi)驗室人(ren)為制造出了太空中的黑洞等離子體。
這種(zhong)新(xin)奇(qi)的(de)方法將帶電(dian)(dian)離(li)(li)子(zi)的(de)離(li)(li)子(zi)阱和(he)同步加速器輻(fu)射源(yuan)(yuan)結合(he)在一起，讓人們可以更好地了解(jie)黑洞(dong)周圍的(de)等離(li)(li)子(zi)體或者活躍的(de)星系核。研究人員希(xi)望，將EBIT分光(guang)檢查(cha)鏡(jing)和(he)更清晰的(de)第三代（2009年開(kai)始在德(de)國漢堡運行的(de)同步輻(fu)射源(yuan)(yuan)PETRAⅢ）、第四代（X射線自由(you)電(dian)(dian)子(zi)激光(guang)XFEL）X射線源(yuan)(yuan)結合(he)，將能(neng)夠給該研究領域(yu)帶來更多新(xin)鮮活力。
美國制(zhi)成“人造(zao)黑洞(dong)”
2005年3月，美(mei)國(guo)布朗大學物理(li)(li)教授‘霍拉蒂·納斯(si)塔西(xi)’在(zai)地球(qiu)(qiu)上制(zhi)造(zao)(zao)出了第一個“人(ren)造(zao)(zao)黑(hei)(hei)洞(dong)“。美(mei)國(guo)紐(niu)約(yue)布魯克(ke)(ke)海文實驗(yan)室1998年建造(zao)(zao)了20世紀全(quan)球(qiu)(qiu)最大的(de)粒(li)子(zi)加速器，將金離子(zi)以(yi)接(jie)近光速對(dui)撞(zhuang)而制(zhi)造(zao)(zao)出高密度物質(zhi)(zhi)。雖然(ran)這個黑(hei)(hei)洞(dong)體(ti)積(ji)很小，卻具備真(zhen)正黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)許多特點。紐(niu)約(yue)布魯克(ke)(ke)海文國(guo)家(jia)實驗(yan)室里(li)的(de)相(xiang)(xiang)對(dui)重離子(zi)碰撞(zhuang)機，可以(yi)以(yi)接(jie)近光速的(de)速度把大型(xing)原(yuan)(yuan)子(zi)的(de)核子(zi)（如金原(yuan)(yuan)子(zi)核子(zi)）相(xiang)(xiang)互碰撞(zhuang)，產生相(xiang)(xiang)當于太(tai)陽表面溫度3億倍(bei)(bei)的(de)熱(re)能。納斯(si)塔西(xi)在(zai)紐(niu)約(yue)布魯克(ke)(ke)海文國(guo)家(jia)實驗(yan)室里(li)利用(yong)原(yuan)(yuan)子(zi)撞(zhuang)擊原(yuan)(yuan)理(li)(li)制(zhi)造(zao)(zao)出來的(de)灼(zhuo)熱(re)火(huo)球(qiu)(qiu)，具備天(tian)體(ti)黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)顯著特性(xing)。比(bi)如：火(huo)球(qiu)(qiu)可以(yi)將周(zhou)圍10倍(bei)(bei)于自(zi)身質(zhi)(zhi)量的(de)粒(li)子(zi)吸(xi)收(shou)，這比(bi)所有量子(zi)物理(li)(li)學所推測(ce)的(de)火(huo)球(qiu)(qiu)可吸(xi)收(shou)的(de)粒(li)子(zi)數目還要多。
人(ren)造(zao)(zao)黑(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)設(she)想(xiang)最初由加拿(na)大“不列(lie)顛(dian)哥(ge)倫比(bi)亞大學”的(de)(de)(de)威廉·昂魯教(jiao)授(shou)在20世紀80年代提出，他認(ren)(ren)為(wei)聲波在流體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)表現與光在黑(hei)洞(dong)(dong)中(zhong)的(de)(de)(de)表現非(fei)常相似，如(ru)果使流體(ti)的(de)(de)(de)速度超過(guo)聲速，那(nei)(nei)么事實上就已經(jing)在該流體(ti)中(zhong)建立了(le)一個(ge)人(ren)造(zao)(zao)黑(hei)洞(dong)(dong)。然而(er)，利昂哈特博(bo)士打算制造(zao)(zao)的(de)(de)(de)人(ren)造(zao)(zao)黑(hei)洞(dong)(dong)由于(yu)缺乏足夠的(de)(de)(de)引力，除了(le)光線外，它們無法像真正的(de)(de)(de)黑(hei)洞(dong)(dong)那(nei)(nei)樣(yang)“吞下周(zhou)圍的(de)(de)(de)所有東西”。然而(er)，納斯塔西教(jiao)授(shou)制造(zao)(zao)的(de)(de)(de)人(ren)造(zao)(zao)黑(hei)洞(dong)(dong)已經(jing)可(ke)以吸(xi)收某些其他物質。因此，這被認(ren)(ren)為(wei)是(shi)黑(hei)洞(dong)(dong)研究(jiu)領域的(de)(de)(de)重大突破。
2008年(nian)9月10日，隨著第一束(shu)質子束(shu)流貫(guan)穿整個對(dui)撞(zhuang)機，歐洲(zhou)大型(xing)強子對(dui)撞(zhuang)機正式啟動。
歐洲(zhou)大(da)型(xing)強(qiang)子(zi)對(dui)(dui)撞機是2013年前世界上最大(da)、能(neng)量最高(gao)的粒子(zi)加速(su)器(qi)(qi)，是一種將質子(zi)加速(su)對(dui)(dui)撞的高(gao)能(neng)物理(li)(li)設備，它位于瑞(rui)士日(ri)內(nei)瓦近郊歐洲(zhou)核子(zi)研究(jiu)組織CERN的粒子(zi)加速(su)器(qi)(qi)與對(dui)(dui)撞機，作為國(guo)際高(gao)能(neng)物理(li)(li)學研究(jiu)之用。系統第一負責(ze)人是英國(guo)著(zhu)名物理(li)(li)學家‘林(lin)恩·埃文(wen)斯’，大(da)型(xing)強(qiang)子(zi)對(dui)(dui)撞機最早(zao)就是由他設想(xiang)出來并(bing)主(zhu)導制造的，被外界稱(cheng)為“埃文(wen)斯原子(zi)能(neng)”。
當比我(wo)們的(de)太(tai)陽(yang)更大的(de)特定(ding)恒(heng)星(xing)在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)命最后階段發生(sheng)(sheng)(sheng)爆炸時(shi)，自然(ran)界就會形成黑洞(dong)。它們將(jiang)(jiang)大量(liang)物質濃縮在(zai)非常小(xiao)的(de)空間內(nei)。假(jia)設在(zai)大型(xing)(xing)強子(zi)(zi)對(dui)撞(zhuang)機(ji)(ji)內(nei)的(de)質子(zi)(zi)相(xiang)撞(zhuang)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)粒(li)子(zi)(zi)的(de)過程(cheng)中，形成了微小(xiao)黑洞(dong)，每個質子(zi)(zi)擁有的(de)能(neng)量(liang)可(ke)跟一只飛行中的(de)蚊子(zi)(zi)相(xiang)當。天文(wen)學(xue)上的(de)黑洞(dong)比大型(xing)(xing)強子(zi)(zi)對(dui)撞(zhuang)機(ji)(ji)能(neng)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)任(ren)何(he)東西的(de)質量(liang)更重。據愛(ai)因(yin)斯坦的(de)相(xiang)對(dui)論描述的(de)重力性質，大型(xing)(xing)強子(zi)(zi)對(dui)撞(zhuang)機(ji)(ji)內(nei)不可(ke)能(neng)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)微小(xiao)黑洞(dong)。然(ran)而(er)一些(xie)純(chun)理(li)論預言大型(xing)(xing)強子(zi)(zi)對(dui)撞(zhuang)機(ji)(ji)能(neng)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)這(zhe)種粒(li)子(zi)(zi)產(chan)(chan)品(pin)。所(suo)有這(zhe)些(xie)理(li)論都預測大型(xing)(xing)強子(zi)(zi)對(dui)撞(zhuang)機(ji)(ji)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)此類粒(li)子(zi)(zi)會立刻分解(jie)。因(yin)此它產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)黑洞(dong)將(jiang)(jiang)沒時(shi)間濃縮物質，產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)肉眼可(ke)見的(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)功測量(liang)(liang)(liang)到X射(she)(she)線(xian)極亮天(tian)體的黑(hei)洞質量(liang)(liang)(liang)，在該領域獲得重(zhong)大突破，將增進人(ren)(ren)們對黑(hei)洞及其周圍(wei)極端物(wu)(wu)理過程的認識。該研究成(cheng)(cheng)果2013年11月(yue)28日發表在國際權威雜(za)志《自(zi)然》上(shang)。20世紀90年代以(yi)來，天(tian)文學家陸續在遙遠星(xing)系中發現了一批X射(she)(she)線(xian)光(guang)度極高的天(tian)體，它們可能(neng)是人(ren)(ren)們一直(zhi)尋找的中等質量(liang)(liang)(liang)黑(hei)洞，也可能(neng)是具有特殊輻射(she)(she)機制的幾(ji)個或幾(ji)十個太陽質量(liang)(liang)(liang)的恒星(xing)級黑(hei)洞。國際天(tian)文和天(tian)體物(wu)(wu)理界對此一直(zhi)難以(yi)定論(lun)。由(you)于這類天(tian)體距離我們十分遙遠，通常為幾(ji)千萬光(guang)年，同(tong)時X射(she)(she)線(xian)照射(she)(she)黑(hei)洞吸積(ji)盤而(er)產生(sheng)的光(guang)污染也非(fei)常強，因此測量(liang)(liang)(liang)極其困難。
劉繼峰團隊選取有特色的(de)(de)(de)天體目標，成功申請到位于美國夏威夷的(de)(de)(de)8米(mi)大型雙子望(wang)(wang)遠鏡以及10米(mi)凱克(ke)望(wang)(wang)遠鏡各20小時(shi)的(de)(de)(de)觀(guan)測時(shi)間，在3個月的(de)(de)(de)時(shi)間跨(kua)度上對漩渦星系(xi)中(zhong)X射(she)線(xian)極亮(liang)源(yuan)M101ULX－1進行(xing)了(le)研究，并確認其中(zhong)心天體為一個質量(liang)與恒星可比擬的(de)(de)(de)黑洞。這(zhe)個黑洞加伴星形(xing)成的(de)(de)(de)黑洞雙星系(xi)統位于2200萬光年之外，是人(ren)類(lei)迄今發現的(de)(de)(de)距(ju)離(li)地(di)球最(zui)遙(yao)遠的(de)(de)(de)黑洞雙星。?
2001年(nian)1月，英國(guo)圣安(an)德魯大學著名(ming)理論物理科(ke)學家(jia)烏爾(er)夫·利昂哈特宣布(bu)他和其(qi)他英國(guo)科(ke)研人員將在實(shi)驗室中制造出一個黑(hei)(hei)洞，當時沒有(you)人對此感到驚訝。然而(er)俄(e)《真理報》日前披(pi)露俄(e)羅斯科(ke)學家(jia)的(de)預言：黑(hei)(hei)洞不僅可以在實(shi)驗室中制造出來，而(er)且50年(nian)后，具有(you)巨大能(neng)量的(de)“黑(hei)(hei)洞炸彈(dan)”將使如(ru) 今人類談虎色變的(de)“原(yuan)子(zi)彈(dan)”也相形見絀。
人造黑(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)設(she)想由威廉·昂(ang)魯教授提出，他認為聲波在(zai)流體中(zhong)的(de)(de)表(biao)現與光在(zai)黑(hei)洞(dong)(dong)中(zhong)的(de)(de)表(biao)現非(fei)常相似，如果使流體的(de)(de)速(su)度超過音速(su)，那么事實上就已經在(zai)該(gai)流體中(zhong)建(jian)立了一個人造黑(hei)洞(dong)(dong)現象。但利昂(ang)哈(ha)特博士打算制造的(de)(de)人造黑(hei)洞(dong)(dong)由于缺乏足夠(gou)的(de)(de)引力，除了光線外，無法像真正的(de)(de)黑(hei)洞(dong)(dong)那樣(yang)“吞下周圍的(de)(de)所有(you)東西”。
俄羅斯科學家亞力克山大·特(te)羅菲蒙(meng)科認為(wei)，能(neng)吞噬萬物的真正宇宙黑(hei)(hei)洞(dong)也(ye)完全可以(yi)通過(guo)(guo)實驗室“制造(zao)出(chu)來”：一(yi)個原(yuan)子核(he)(he)大小的黑(hei)(hei)洞(dong)，它(ta)的能(neng)量(liang)將超過(guo)(guo)一(yi)家核(he)(he)工廠。如果人類有一(yi)天真的制造(zao)出(chu)黑(hei)(hei)洞(dong)炸彈，那么(me)一(yi)顆黑(hei)(hei)洞(dong)炸彈爆炸后產生的能(neng)量(liang)，將相(xiang)當于(yu)數(shu)顆原(yuan)子彈同時爆炸，它(ta)至少(shao)可以(yi)造(zao)成10億(yi)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(zheng)在靠(kao)近位于銀河系中央的黑洞(dong)并(bing)將被(bei)其(qi)吞噬(shi)。
這(zhe)(zhe)是(shi)天(tian)文學家首(shou)次觀測到(dao)黑(hei)洞(dong)(dong)“捕捉”星(xing)云(yun)(yun)的(de)過程。觀測顯示(shi)，這(zhe)(zhe)個星(xing)云(yun)(yun)的(de)質(zhi)量約(yue)是(shi)地球(qiu)的(de)3倍(bei)(bei)，它(ta)的(de)位置來逐漸靠近“人馬座A星(xing)”黑(hei)洞(dong)(dong)。這(zhe)(zhe)個黑(hei)洞(dong)(dong)的(de)質(zhi)量約(yue)是(shi)太(tai)陽(yang)的(de)400萬倍(bei)(bei)，是(shi)距離我們(men)最近的(de)大型黑(hei)洞(dong)(dong)。研究人員分(fen)析認為，到(dao)2013年，這(zhe)(zhe)個星(xing)云(yun)(yun)將離黑(hei)洞(dong)(dong)非常(chang)近，有可能被(bei)黑(hei)洞(dong)(dong)逐漸吞噬。?
另(ling)外(wai)，黑洞并(bing)不(bu)是(shi)實實在在的(de)星球，而(er)是(shi)一(yi)(yi)個(ge)幾乎(hu)空(kong)空(kong)如也(ye)的(de)天區(qu)(qu)。黑洞又是(shi)宇宙中(zhong)物(wu)質密度最(zui)高的(de)地方，地球如果變(bian)成(cheng)黑洞，只(zhi)有一(yi)(yi)顆黃(huang)豆那么大。原來，黑洞中(zhong)的(de)物(wu)質不(bu)是(shi)平均分布在這(zhe)個(ge)天區(qu)(qu)的(de)，而(er)是(shi)集中(zhong)在天區(qu)(qu)的(de)中(zhong)心(xin)。這(zhe)個(ge)中(zhong)心(xin)具有極(ji)強的(de)引力，任何物(wu)體只(zhi)能(neng)在這(zhe)個(ge)中(zhong)心(xin)外(wai)圍游弋。一(yi)(yi)旦不(bu)慎越過邊界，就(jiu)會被(bei)強大的(de)引力拽向中(zhong)心(xin)，最(zui)終化為(wei)粉末，落到黑洞中(zhong)心(xin)。因此(ci)，黑洞是(shi)一(yi)(yi)個(ge)名(ming)副其實的(de)太空(kong)魔王。
黑洞(dong)內部只有三個(ge)物理量有意義：質(zhi)量、電(dian)荷、角(jiao)動量。
1973年霍金、卡特爾（B. Carter）等人(ren)嚴(yan)格證明(ming)了(le)“黑(hei)洞無毛定(ding)理(li)”：“無論什(shen)么樣的黑(hei)洞，其(qi)最終性(xing)質(zhi)僅由幾個物(wu)(wu)理(li)量（質(zhi)量、角動量、電(dian)(dian)荷）惟(wei)一確定(ding)”。即當黑(hei)洞形成(cheng)之后，只剩下這(zhe)三個不能變為(wei)電(dian)(dian)磁輻射的守恒量，其(qi)他一切(qie)信息（“毛發(fa)(fa)”）都喪(sang)失了(le)，黑(hei)洞幾乎沒有形成(cheng)它的物(wu)(wu)質(zhi)所具有的任何復雜性(xing)質(zhi)，對前(qian)身物(wu)(wu)質(zhi)的形狀(zhuang)或成(cheng)分都沒有記憶。 于是(shi)“黑(hei)洞”的術(shu)語(yu)發(fa)(fa)明(ming)家惠勒(le)戲稱這(zhe)特性(xing)為(wei)“黑(hei)洞無毛”。
對(dui)于(yu)物(wu)(wu)理學(xue)家(jia)(jia)來說，一個黑(hei)洞(dong)或(huo)一塊方(fang)糖都(dou)是極為(wei)(wei)復雜的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)體，因為(wei)(wei)對(dui)它(ta)(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)完整描(miao)述，即(ji)包括(kuo)它(ta)(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)和原(yuan)(yuan)子(zi)核(he)結構(gou)在內的(de)(de)(de)(de)(de)描(miao)述，需要有(you)億(yi)萬個參量(liang)。與此相比，一個研究黑(hei)洞(dong)外部的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理學(xue)家(jia)(jia)就沒有(you)這樣的(de)(de)(de)(de)(de)問題。黑(hei)洞(dong)是一種(zhong)極其簡(jian)單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)體，如果(guo)知道了它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)、角(jiao)動量(liang)和電(dian)荷(he)，也就知道了有(you)關它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)一切(qie)。黑(hei)洞(dong)幾乎不(bu)保持形(xing)成(cheng)它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質所(suo)具有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)任何復雜性(xing)質。它(ta)(ta)對(dui)前(qian)身物(wu)(wu)質的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)狀或(huo)成(cheng)分都(dou)沒有(you)記憶，它(ta)(ta)保持的(de)(de)(de)(de)(de)只是質量(liang)、角(jiao)動量(liang)、電(dian)荷(he)。消繁歸簡(jian)或(huo)許是黑(hei)洞(dong)最(zui)基本的(de)(de)(de)(de)(de)特征。有(you)關黑(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)大多數術語(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)明家(jia)(jia)約克·惠(hui)勒(le)，在60年(nian)前(qian)把這種(zhong)特征稱為(wei)(wei)“黑(hei)洞(dong)無毛”。
超大質量黑(hei)洞的(de)形成(cheng)(cheng)有幾個(ge)方法(fa)。最(zui)(zui)明顯的(de)是(shi)以(yi)緩慢(man)的(de)吸積(ji)（由(you)恒星(xing)的(de)大小(xiao)開始(shi)）來形成(cheng)(cheng)。另(ling)一個(ge)方法(fa)涉及(ji)(ji)氣(qi)云萎(wei)縮成(cheng)(cheng)數十萬太(tai)陽質量以(yi)上的(de)相對(dui)論星(xing)體(ti)(ti)。該星(xing)體(ti)(ti)會(hui)因其(qi)核心產生正(zheng)(zheng)負(fu)電子對(dui)所造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)徑(jing)向擾動而開始(shi)出現不穩定狀(zhuang)態(tai)，并會(hui)直(zhi)接在沒(mei)有形成(cheng)(cheng)超新星(xing)的(de)情況(kuang)下(xia)萎(wei)縮成(cheng)(cheng)黑(hei)洞。第三個(ge)方法(fa)涉及(ji)(ji)了正(zheng)(zheng)在核坍縮的(de)高密度(du)星(xing)團，它那負(fu)熱容會(hui)促使核心的(de)分散(san)速度(du)成(cheng)(cheng)為相對(dui)論速度(du)。最(zui)(zui)后(hou)是(shi)在大爆炸的(de)瞬間從外壓制(zhi)造(zao)太(tai)初黑(hei)洞。超大質量黑(hei)洞平均(jun)密度(du)可以(yi)很低，甚至比(bi)空氣(qi)密度(du)還要低。這是(shi)因為史瓦西半徑(jing)與其(qi)質量成(cheng)(cheng)正(zheng)(zheng)比(bi)，而密度(du)則與體(ti)(ti)積(ji)成(cheng)(cheng)反(fan)比(bi)。由(you)于球體(ti)(ti)（如非旋轉黑(hei)洞的(de)事件視界）體(ti)(ti)積(ji)是(shi)與半徑(jing)立方成(cheng)(cheng)正(zheng)(zheng)比(bi)，而質量差不多以(yi)直(zhi)線增(zeng)(zeng)長(chang)，體(ti)(ti)積(ji)增(zeng)(zeng)長(chang)率則會(hui)更大。故(gu)此，密度(du)會(hui)隨黑(hei)洞半徑(jing)增(zeng)(zeng)長(chang)而減少(shao)。在黑(hei)洞的(de)中(zhong)(zhong)心，是(shi)物(wu)理(li)學中(zhong)(zhong)最(zui)(zui)為神秘(mi)的(de)物(wu)質之一——奇(qi)點，也就是(shi)時間、空間和(he)一切(qie)已(yi)知的(de)物(wu)理(li)學法(fa)則土崩瓦解的(de)所在點。?
在(zai)熱力(li)學的(de)角度(du)，時(shi)空也被認(ren)為是全息(xi)圖，根據(ju)全息(xi)原理，其(qi)內(nei)的(de)表面積有關，也可進(jin)一步解釋為熱力(li)學的(de)時(shi)間方(fang)向(xiang)。由于過去和將來的(de)全息(xi)屏區域在(zai)不同的(de)方(fang)向(xiang)增加，因(yin)此時(shi)間的(de)方(fang)向(xiang)可以對(dui)應著兩種不同類型的(de)全息(xi)屏。
2016年，科(ke)學家杰(jie)希.陳安預言，黑洞可能是(shi)一個時間靜止的狀態。
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