黑洞(dong)就是中心的(de)一個密度無(wu)限大、時空(kong)曲率無(wu)限高、體積無(wu)限小(xiao)，熱量無(wu)限大的(de)奇點和周(zhou)圍一部分空(kong)空(kong)如也(ye)的(de)天(tian)區，這個天(tian)區范圍之(zhi)內(nei)不可(ke)見。依據阿爾(er)伯特-愛(ai)因(yin)斯坦的(de)相(xiang)對論(lun)，當(dang)一顆垂死恒星崩(beng)潰，它將(jiang)聚集成一點，這里將(jiang)成為黑洞(dong)，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)產生(sheng)過(guo)程(cheng)類似(si)于中子(zi)星(xing)的(de)產生(sheng)過(guo)程(cheng)：某(mou)一個恒星(xing)在(zai)準備滅亡(wang)，核(he)心(xin)在(zai)自身重力(li)的(de)作用(yong)下(xia)(xia)迅速(su)地(di)收縮，塌陷(xian)，發生(sheng)強力(li)爆炸。當(dang)核(he)心(xin)中所有的(de)物(wu)質(zhi)都變成(cheng)中子(zi)時(shi)收縮過(guo)程(cheng)立即停(ting)止(zhi)，被(bei)(bei)壓縮成(cheng)一個密實的(de)星(xing)體(ti)，同時(shi)也壓縮了(le)內部的(de)空間(jian)和時(shi)間(jian)。但在(zai)黑洞情(qing)況下(xia)(xia)，由于恒星(xing)核(he)心(xin)的(de)質(zhi)量(liang)大到使收縮過(guo)程(cheng)無休止(zhi)地(di)進(jin)行下(xia)(xia)去，連中子(zi)間(jian)的(de)排斥(chi)力(li)也無法阻擋。中子(zi)本身在(zai)擠壓引力(li)自身的(de)吸引下(xia)(xia)被(bei)(bei)碾為粉(fen)末，剩下(xia)(xia)來的(de)是(shi)一個密度高到難以想象的(de)物(wu)質(zhi)。由于高質(zhi)量(liang)而產生(sheng)的(de)引力(li)，使得任何靠近它(ta)的(de)物(wu)體(ti)都會被(bei)(bei)它(ta)吸進(jin)去。?
也可以(yi)簡單理(li)解為：通常恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)最初只含氫元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)，恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)氫原(yuan)子(zi)核(he)時刻相互(hu)碰撞，發生(sheng)(sheng)聚變(bian)(bian)(bian)。由(you)于恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)量(liang)(liang)很(hen)大，聚變(bian)(bian)(bian)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)與恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)萬(wan)有(you)引(yin)力抗衡(heng)，以(yi)維(wei)持恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)結構的(de)(de)(de)(de)穩定。由(you)于氫原(yuan)子(zi)核(he)的(de)(de)(de)(de)聚變(bian)(bian)(bian)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)新的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)——氦元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)，接(jie)著，氦原(yuan)子(zi)也參與聚變(bian)(bian)(bian)，改變(bian)(bian)(bian)結構，生(sheng)(sheng)成(cheng)鋰元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)。如(ru)此類推，按照元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)周(zhou)期表的(de)(de)(de)(de)順序，會(hui)依次有(you)鈹元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)、硼元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)、碳元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)、氮元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)等生(sheng)(sheng)成(cheng)，直(zhi)至(zhi)鐵元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)生(sheng)(sheng)成(cheng)，該恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)便會(hui)坍(tan)塌。這是由(you)于鐵元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)相當穩定，參與聚變(bian)(bian)(bian)時釋(shi)放的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)小(xiao)于所需能(neng)量(liang)(liang)，因而(er)(er)聚變(bian)(bian)(bian)停止，而(er)(er)鐵元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)存在于恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)內(nei)部(bu)，導(dao)致恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)內(nei)部(bu)不(bu)具有(you)足夠的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)與質(zhi)量(liang)(liang)巨大的(de)(de)(de)(de)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)萬(wan)有(you)引(yin)力抗衡(heng)，從而(er)(er)引(yin)發恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)坍(tan)塌，最終(zhong)形(xing)成(cheng)黑(hei)(hei)洞(dong)。說它(ta)(ta)(ta)“黑(hei)(hei)”，是因為它(ta)(ta)(ta)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)引(yin)力使得它(ta)(ta)(ta)周(zhou)圍的(de)(de)(de)(de)光(guang)都無法逃逸。跟中子(zi)星(xing)(xing)(xing)(xing)一樣，黑(hei)(hei)洞(dong)也是由(you)質(zhi)量(liang)(liang)大于太陽質(zhi)量(liang)(liang)好(hao)幾十甚至(zhi)幾百倍以(yi)上的(de)(de)(de)(de)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)演化而(er)(er)來的(de)(de)(de)(de)。
當一(yi)顆恒星(xing)衰老時(shi)，它(ta)(ta)的熱核反(fan)應已經耗盡(jin)了中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)的燃(ran)料(liao)，由中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)產生(sheng)的能(neng)量(liang)已經不多了。這樣，它(ta)(ta)再也沒有(you)足夠的力量(liang)來承擔起外殼巨大的重(zhong)量(liang)。所(suo)以在外殼的重(zhong)壓之下(xia)，核心(xin)(xin)開始坍縮(suo)，物(wu)質(zhi)將不可阻擋地向(xiang)著中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)點進軍，直到最后(hou)形成體積接近無限小、密度幾乎(hu)無限大的星(xing)體。而當它(ta)(ta)的半徑(jing)一(yi)旦收縮(suo)到一(yi)定(ding)程度（一(yi)定(ding)小于史瓦西半徑(jing)），質(zhi)量(liang)導(dao)致(zhi)的時(shi)空(kong)扭曲就使(shi)得即使(shi)光也無法向(xiang)外射(she)出——“黑洞(dong)”就誕生(sheng)了。
黑(hei)洞(dong)通常是(shi)因為(wei)它(ta)們聚(ju)(ju)攏周(zhou)圍的(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)產生輻(fu)(fu)射(she)而(er)被(bei)發現(xian)的(de)(de)(de)，這(zhe)一(yi)過程被(bei)稱為(wei)吸(xi)(xi)積(ji)。高溫氣(qi)體(ti)輻(fu)(fu)射(she)熱能的(de)(de)(de)效(xiao)率會嚴(yan)重影響吸(xi)(xi)積(ji)流的(de)(de)(de)幾何與動(dong)力(li)學特性。已觀(guan)測到了(le)(le)(le)輻(fu)(fu)射(she)效(xiao)率較(jiao)高的(de)(de)(de)薄盤以及輻(fu)(fu)射(she)效(xiao)率較(jiao)低的(de)(de)(de)厚(hou)盤。當吸(xi)(xi)積(ji)氣(qi)體(ti)接近(jin)中(zhong)(zhong)央(yang)黑(hei)洞(dong)時，它(ta)們產生的(de)(de)(de)輻(fu)(fu)射(she)對黑(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)自轉(zhuan)以是(shi)中(zhong)(zhong)央(yang)延(yan)展(zhan)物(wu)質系統的(de)(de)(de)流動(dong)。吸(xi)(xi)積(ji)是(shi)天體(ti)物(wu)理(li)中(zhong)(zhong)最普遍的(de)(de)(de)過程之一(yi)，而(er)且也(ye)正是(shi)因為(wei)吸(xi)(xi)積(ji)才(cai)形成(cheng)了(le)(le)(le)我們周(zhou)圍許多常見的(de)(de)(de)結構(gou)。在宇宙(zhou)早期(qi)，當氣(qi)體(ti)朝(chao)由(you)(you)暗物(wu)質造成(cheng)的(de)(de)(de)引(yin)力(li)勢阱(jing)中(zhong)(zhong)心流動(dong)時形成(cheng)了(le)(le)(le)星(xing)系。即使到了(le)(le)(le)今天，恒(heng)星(xing)依然是(shi)由(you)(you)氣(qi)體(ti)云在其自身引(yin)力(li)作用下坍(tan)縮碎裂，進而(er)通過吸(xi)(xi)積(ji)周(zhou)圍氣(qi)體(ti)而(er)形成(cheng)的(de)(de)(de)。行星(xing)（包括(kuo)地球(qiu)）也(ye)是(shi)在新形成(cheng)的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)周(zhou)圍通過氣(qi)體(ti)和(he)巖(yan)石的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)集而(er)形成(cheng)的(de)(de)(de)。當中(zhong)(zhong)央(yang)天體(ti)是(shi)一(yi)個(ge)黑(hei)洞(dong)時，吸(xi)(xi)積(ji)就會展(zhan)現(xian)出它(ta)最為(wei)壯觀(guan)的(de)(de)(de)一(yi)面。黑(hei)洞(dong)除了(le)(le)(le)吸(xi)(xi)積(ji)物(wu)質之外(wai)，還(huan)通過霍(huo)金蒸發過程向外(wai)輻(fu)(fu)射(she)粒(li)子。
由于黑(hei)(hei)(hei)洞的(de)(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)極大(da)，根(gen)據公式(shi)我(wo)們可以知道密(mi)度(du)(du)=質量(liang)(liang)(liang)(liang)/體積(ji)，為了讓黑(hei)(hei)(hei)洞密(mi)度(du)(du)無(wu)限大(da)，而黑(hei)(hei)(hei)洞的(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)(liang)不變，那(nei)就說明黑(hei)(hei)(hei)洞的(de)(de)(de)(de)體積(ji)要無(wu)限小，這樣才(cai)能成為黑(hei)(hei)(hei)洞。黑(hei)(hei)(hei)洞是(shi)由一些恒星“滅(mie)亡”后所形成的(de)(de)(de)(de)死星，它的(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)(liang)極大(da)，體積(ji)極小。但黑(hei)(hei)(hei)洞也(ye)有滅(mie)亡的(de)(de)(de)(de)那(nei)天，按照霍金的(de)(de)(de)(de)理(li)(li)論，在量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)物(wu)理(li)(li)中，有一種名為“隧道效應”的(de)(de)(de)(de)現象，即一個(ge)粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)場強分(fen)布雖然盡(jin)可能讓能量(liang)(liang)(liang)(liang)低的(de)(de)(de)(de)地(di)方較強，但即使在能量(liang)(liang)(liang)(liang)相(xiang)當(dang)高的(de)(de)(de)(de)地(di)方，場強仍會有分(fen)布，對(dui)于黑(hei)(hei)(hei)洞的(de)(de)(de)(de)邊(bian)界來說，這就是(shi)一堵(du)能量(liang)(liang)(liang)(liang)相(xiang)當(dang)高的(de)(de)(de)(de)勢壘，但是(shi)粒子(zi)仍有可能出(chu)去(qu)。
霍金(jin)還證明，每個黑洞(dong)都有一定的溫(wen)度(du)(du)，而且溫(wen)度(du)(du)的高低與黑洞(dong)的質(zhi)量成反比例。也(ye)就(jiu)是說，大(da)黑洞(dong)溫(wen)度(du)(du)低，蒸(zheng)(zheng)發也(ye)微弱；小黑洞(dong)的溫(wen)度(du)(du)高蒸(zheng)(zheng)發也(ye)強(qiang)烈，類似劇烈的爆發。相(xiang)當于一個太陽質(zhi)量的黑洞(dong)，大(da)約要1x10^66年才能蒸(zheng)(zheng)發殆盡(jin)；相(xiang)當于一顆小行星質(zhi)量的黑洞(dong)會在(zai)1x10-21秒內蒸(zheng)(zheng)發得干干凈(jing)凈(jing)。
黑洞會(hui)(hui)發出耀眼的光芒，體積(ji)會(hui)(hui)縮小，甚至(zhi)會(hui)(hui)爆炸，會(hui)(hui)噴射物體，發出耀眼的光芒。當英國物理學(xue)家斯蒂(di)芬·威廉·霍金于1974年做此預(yu)言時，整個科學(xue)界為之震動。
霍金的(de)理論(lun)是(shi)受(shou)靈(ling)感支(zhi)配(pei)的(de)思維的(de)飛躍，他結合了廣義相對論(lun)和量(liang)(liang)子理論(lun)，他發現(xian)黑(hei)洞周圍的(de)引力場釋放出能量(liang)(liang)，同時消耗(hao)黑(hei)洞的(de)能量(liang)(liang)和質量(liang)(liang)。
假設一(yi)對(dui)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)會在任何(he)時刻、任何(he)地點(dian)被(bei)(bei)創生(sheng)(sheng)，被(bei)(bei)創生(sheng)(sheng)的(de)(de)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)就是正(zheng)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)與反(fan)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)，而如(ru)(ru)果這(zhe)一(yi)創生(sheng)(sheng)過(guo)程(cheng)發(fa)生(sheng)(sheng)在黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)附近的(de)(de)話就會有兩種(zhong)情(qing)況(kuang)(kuang)發(fa)生(sheng)(sheng)：兩粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)湮滅、一(yi)個(ge)(ge)(ge)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)被(bei)(bei)吸(xi)入黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)。“一(yi)個(ge)(ge)(ge)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)被(bei)(bei)吸(xi)入黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)”這(zhe)一(yi)情(qing)況(kuang)(kuang)：在黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)附近創生(sheng)(sheng)的(de)(de)一(yi)對(dui)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)其中一(yi)個(ge)(ge)(ge)反(fan)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)會被(bei)(bei)吸(xi)入黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)，而正(zheng)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)會逃(tao)逸，由于能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)不(bu)能(neng)(neng)(neng)憑空創生(sheng)(sheng)，我們設反(fan)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)攜帶負能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)，正(zheng)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)攜帶正(zheng)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)，而反(fan)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)所有運動過(guo)程(cheng)可以視為是一(yi)個(ge)(ge)(ge)正(zheng)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)為之相反(fan)的(de)(de)運動過(guo)程(cheng)，如(ru)(ru)一(yi)個(ge)(ge)(ge)反(fan)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)被(bei)(bei)吸(xi)入黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)可視為一(yi)個(ge)(ge)(ge)正(zheng)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)從黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)逃(tao)逸。這(zhe)一(yi)情(qing)況(kuang)(kuang)就是一(yi)個(ge)(ge)(ge)攜帶著從黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)里來的(de)(de)正(zheng)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)逃(tao)逸了(le)，即黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)總能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)少了(le)，而愛因斯(si)坦的(de)(de)質(zhi)能(neng)(neng)(neng)方程(cheng)E=mc2表明(ming)，能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)損(sun)失會導致質(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)損(sun)失。
當(dang)黑洞(dong)的(de)質量(liang)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)小時，它(ta)的(de)溫度會越(yue)(yue)來越(yue)(yue)高。這樣，當(dang)黑洞(dong)損(sun)失質量(liang)時，它(ta)的(de)溫度和發(fa)射(she)率增(zeng)加，因(yin)而它(ta)的(de)質量(liang)損(sun)失得更快。這種“霍金輻(fu)射(she)”對大(da)多數黑洞(dong)來說可以忽略不計(ji)，因(yin)為大(da)黑洞(dong)輻(fu)射(she)的(de)比較慢，而小黑洞(dong)則以極高的(de)速度輻(fu)射(she)能量(liang)，直到黑洞(dong)的(de)爆炸。
據(ju)英(ying)國媒體報(bao)道(dao)，一項(xiang)新(xin)的(de)(de)理論(lun)指出黑洞(dong)(dong)的(de)(de)死亡(wang)方式可(ke)能是(shi)以轉(zhuan)變為(wei)白(bai)(bai)洞(dong)(dong)的(de)(de)方式進行(xing)的(de)(de)。理論(lun)上來說，白(bai)(bai)洞(dong)(dong)在行(xing)為(wei)上恰好是(shi)黑洞(dong)(dong)的(de)(de)反面(mian)——黑洞(dong)(dong)不(bu)斷吞(tun)噬物質(zhi)(zhi)，而白(bai)(bai)洞(dong)(dong)則不(bu)斷向(xiang)外噴射物質(zhi)(zhi)。 這一發現最早是(shi)由英(ying)國某雜(za)志(zhi)網站報(bao)道(dao)的(de)(de)，其理論(lun)依據(ju)是(shi)晦(hui)澀的(de)(de)量子引(yin)力理論(lun)。
恒(heng)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)空扭曲改(gai)變(bian)(bian)了光(guang)(guang)(guang)線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)路徑，使(shi)(shi)之和原先沒(mei)有恒(heng)星(xing)情況下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)路徑不(bu)(bu)(bu)(bu)一(yi)樣(yang)。光(guang)(guang)(guang)在(zai)恒(heng)星(xing)表面(mian)附近稍微向內偏(pian)(pian)折(zhe)，在(zai)日食時(shi)觀(guan)察(cha)遠(yuan)處(chu)恒(heng)星(xing)發出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)線(xian)，可(ke)以看到(dao)這(zhe)種偏(pian)(pian)折(zhe)現象。當該恒(heng)星(xing)向內坍塌(ta)時(shi)，其質量(liang)導致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)空扭曲變(bian)(bian)得(de)很強(qiang)(qiang)(qiang)，光(guang)(guang)(guang)線(xian)向內偏(pian)(pian)折(zhe)得(de)也(ye)更(geng)強(qiang)(qiang)(qiang)，從(cong)(cong)而(er)(er)使(shi)(shi)得(de)光(guang)(guang)(guang)子從(cong)(cong)恒(heng)星(xing)逃逸(yi)變(bian)(bian)得(de)更(geng)為困難。對于在(zai)遠(yuan)處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)察(cha)者(zhe)而(er)(er)言，光(guang)(guang)(guang)線(xian)變(bian)(bian)得(de)更(geng)黯淡(dan)更(geng)紅。最(zui)后，當這(zhe)恒(heng)星(xing)收縮到(dao)某一(yi)臨界半(ban)徑（史瓦西(xi)半(ban)徑）時(shi)，其質量(liang)導致時(shi)空扭曲變(bian)(bian)得(de)如(ru)(ru)此之強(qiang)(qiang)(qiang)，使(shi)(shi)得(de)光(guang)(guang)(guang)向內偏(pian)(pian)折(zhe)得(de)也(ye)如(ru)(ru)此之強(qiang)(qiang)(qiang)，以至于光(guang)(guang)(guang)也(ye)逃逸(yi)不(bu)(bu)(bu)(bu)出去 。這(zhe)樣(yang)，如(ru)(ru)果光(guang)(guang)(guang)都(dou)(dou)逃逸(yi)不(bu)(bu)(bu)(bu)出來，其他東西(xi)更(geng)不(bu)(bu)(bu)(bu)可(ke)能(neng)逃逸(yi)，都(dou)(dou)會被拉回去。也(ye)就(jiu)是(shi)說，存(cun)在(zai)一(yi)個事件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)集合或時(shi)空區域(yu)，光(guang)(guang)(guang)或任(ren)何東西(xi)都(dou)(dou)不(bu)(bu)(bu)(bu)可(ke)能(neng)從(cong)(cong)該區域(yu)逃逸(yi)而(er)(er)到(dao)達遠(yuan)處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)察(cha)者(zhe)，這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域(yu)稱作黑(hei)洞(dong)。將其邊界稱作事件視界，它和剛好不(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)從(cong)(cong)黑(hei)洞(dong)逃逸(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌跡相重合。
與(yu)別的天(tian)(tian)體相比(bi)，黑洞(dong)(dong)十分特殊。人們無法直接觀察到它(ta)，科學家也(ye)只能對它(ta)內部結構提(ti)出各種猜想。而(er)使得(de)黑洞(dong)(dong)把(ba)自己隱藏(zang)起來的的原因即是彎曲(qu)的時空(kong)(kong)。根據廣義相對論，時空(kong)(kong)會在引力場作用下彎曲(qu)。這時候(hou)，光雖然仍然沿任意兩點間的最(zui)短光程傳播，但(dan)相對而(er)言它(ta)已彎曲(qu)。在經(jing)過大密度的天(tian)(tian)體時，時空(kong)(kong)會彎曲(qu)，光也(ye)就偏離了原來的方向。
在(zai)(zai)地(di)球上，由于引力場作用(yong)很小(xiao)，時空的(de)(de)扭曲(qu)是(shi)微乎其(qi)微的(de)(de)。而(er)在(zai)(zai)黑洞(dong)周圍，時空的(de)(de)這種變形非常(chang)大。這樣，即使是(shi)被黑洞(dong)擋著的(de)(de)恒星發出的(de)(de)光，雖然(ran)有(you)一部分會(hui)落入黑洞(dong)中(zhong)(zhong)消失，可(ke)另(ling)一部分光線會(hui)通過彎曲(qu)的(de)(de)空間中(zhong)(zhong)繞過黑洞(dong)而(er)到達地(di)球。觀察到黑洞(dong)背面的(de)(de)星空，就像黑洞(dong)不(bu)存在(zai)(zai)一樣，這就是(shi)黑洞(dong)的(de)(de)隱身術。
更有(you)趣(qu)的(de)(de)(de)(de)是(shi)，有(you)些恒星不僅是(shi)朝(chao)著地球(qiu)發(fa)出的(de)(de)(de)(de)光能直接到(dao)達(da)地球(qiu)，它(ta)朝(chao)其(qi)它(ta)方向發(fa)射的(de)(de)(de)(de)光也(ye)可(ke)能被附近的(de)(de)(de)(de)黑洞的(de)(de)(de)(de)強引(yin)力折射而能到(dao)達(da)地球(qiu)。這(zhe)樣我們(men)不僅能看見這(zhe)顆恒星的(de)(de)(de)(de)“臉”，還同(tong)時看到(dao)它(ta)的(de)(de)(de)(de)“側面”、甚至“后背”，這(zhe)是(shi)宇宙中的(de)(de)(de)(de)“引(yin)力透鏡”效應。
這張紅(hong)外波段圖(tu)像拍攝(she)的(de)是(shi)我們(men)所(suo)居住銀(yin)河系的(de)中(zhong)(zhong)心(xin)部(bu)位，所(suo)有銀(yin)河系的(de)恒星(xing)都圍繞銀(yin)心(xin)部(bu)位可能(neng)存在的(de)一個(ge)超大(da)質量(liang)黑(hei)洞(dong)公轉。 據美(mei)國(guo)太空網(wang)報(bao)道，一項新的(de)研究顯(xian)示，宇宙中(zhong)(zhong)最大(da)質量(liang)的(de)黑(hei)洞(dong)開始快速成長(chang)的(de)時期可能(neng)比科(ke)學家原先的(de)估計更(geng)早，并且仍在加(jia)速成長(chang)。
一(yi)個來自以色列(lie)特(te)拉(la)維夫大學(xue)的天(tian)文(wen)學(xue)家小組發現，宇宙中(zhong)最大質量(liang)黑洞(dong)的首次快速成長期出現在宇宙年(nian)齡約為(wei)(wei)12億年(nian)時，而(er)非之前認為(wei)(wei)的20~40億年(nian)。天(tian)文(wen)學(xue)家們估(gu)計(ji)宇宙的年(nian)齡約為(wei)(wei)138.2億年(nian)。
同時，這(zhe)項研究還(huan)發現宇宙中最(zui)古老、質量最(zui)大的黑洞(dong)同樣具有(you)非常快速(su)的成(cheng)長。有(you)關這(zhe)一發現的詳細(xi)情況發表在《天體物理學報》雜志上。
如果黑洞足夠大(da)，宇航員會(hui)開始覺察到(dao)拉著他(ta)腳的重(zhong)(zhong)(zhong)力(li)比拉著他(ta)頭的重(zhong)(zhong)(zhong)力(li)更強大(da)，這(zhe)種吸引(yin)力(li)拖著他(ta)無(wu)情地向下落(luo)，重(zhong)(zhong)(zhong)力(li)差會(hui)迅速加大(da)而將他(ta)撕裂（拉伸線(xian)），最終(zhong)他(ta)的遺體會(hui)被分(fen)解(jie)而落(luo)入黑洞那無(wu)限致密核心。
普金斯基和他的(de)兩(liang)個學生艾(ai)哈邁(mai)德(de)·艾(ai)姆哈里、詹姆斯·薩利，加上該校的(de)另(ling)一位弦(xian)理論學家(jia)唐納(na)德(de)·馬(ma)洛夫一起，對這(zhe)一事件進行了重(zhong)新計算。根據他們的(de)計算，卻呈現出(chu)完全不同的(de)另(ling)一番場景(jing)：量子效應會把(ba)事件視界(jie)變成沸(fei)騰的(de)粒子大漩渦，任何東西掉進去都會撞到一面火焰墻上而被瞬間烤焦。
美國宇航局有(you)關一(yi)個超(chao)大(da)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)及其周圍(wei)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)盤，炙熱的(de)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)團（一(yi)個呈粉紅色，一(yi)個呈黃色）每一(yi)個的(de)體積都與太陽相當(dang)，環繞(rao)距離黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)較近的(de)軌道運行(xing)。科學家認為(wei)所有(you)大(da)型(xing)星系中心(xin)都存在超(chao)大(da)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)。黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)一(yi)直(zhi)在吞噬被稱之(zhi)為(wei)“活躍星系核(he)”的(de)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)。由于被明亮(liang)并且溫(wen)度(du)(du)極高的(de)下落物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)盤環繞(rao)，黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)很難確定。根據刊登在《自然》雜(za)志上的(de)一(yi)篇研究論文，基于對繞(rao)黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)運行(xing)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)旋轉速(su)度(du)(du)的(de)計算結(jie)果，37個已知(zhi)星系中心(xin)黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)實際上低于此前的(de)預計。
一位美國理(li)(li)論物理(li)(li)學家經過數(shu)學計算得出結論——黑(hei)洞根本(ben)就不(bu)存在。相關論文(wen)分別發表(biao)在著名的預印(yin)本(ben)網站ArXiv和(he)《物理(li)(li)快報B》雜(za)志(zhi)上。
“得出(chu)這(zhe)(zhe)個結論(lun)后，即便我本(ben)人都感到十分震撼。”提出(chu)這(zhe)(zhe)一(yi)理論(lun)的美國北卡羅來納大學教堂(tang)山(shan)分校理論(lun)物理學教授勞拉(la)·梅爾(er)西尼—霍頓這(zhe)(zhe)樣描述自己(ji)的感受。她說：“科學家們(men)研究這(zhe)(zhe)個問(wen)題已經超過了(le)50年，而這(zhe)(zhe)個解決(jue)方案給了(le)我們(men)許(xu)多新(xin)的思(si)考(kao)。”
1974年，霍金通過(guo)量子力學的(de)方法得出(chu)(chu)結(jie)論：黑洞不僅(jin)能夠吸(xi)收黑洞外的(de)物(wu)質(zhi)(zhi)，同樣也能以熱(re)輻(fu)射的(de)方式向外“吐出(chu)(chu)”物(wu)質(zhi)(zhi)。而這(zhe)種量子力學現象，就被稱為(wei)霍金輻(fu)射。
物理學家組織網2014年(nian)9月(yue)25日（北(bei)京時間）報道稱，新(xin)研(yan)究中梅爾西尼—霍(huo)(huo)頓(dun)描(miao)述了一種(zhong)全(quan)新(xin)的(de)方案。她和霍(huo)(huo)金都同意，當恒(heng)星(xing)因自(zi)身的(de)引力發(fa)生坍(tan)塌時會產生霍(huo)(huo)金輻射(she)。但梅爾西尼—霍(huo)(huo)頓(dun)認為，發(fa)出這(zhe)種(zhong)輻射(she)后(hou)，恒(heng)星(xing)的(de)質量(liang)也會不斷地發(fa)生損失。正(zheng)因為如此，當這(zhe)些(xie)恒(heng)星(xing)坍(tan)縮時就(jiu)不可能達到形成黑(hei)洞所(suo)必須的(de)質量(liang)密度。她認為，垂(chui)死(si)的(de)恒(heng)星(xing)在發(fa)生最(zui)后(hou)一次膨脹后(hou)，就(jiu)會爆炸，然后(hou)消亡，奇點永(yong)遠不會形成，黑(hei)洞視界也不會出現。根(gen)本就(jiu)不會存在像黑(hei)洞這(zhe)樣的(de)東西。
其(qi)實早在(zai)今年年初(chu)，霍金就曾通(tong)過論(lun)(lun)文(wen)指出在(zai)經典理論(lun)(lun)中黑洞是不存在(zai)的，他承認自(zi)己最初(chu)有(you)關視界(jie)的認識是有(you)缺陷的，并提(ti)出了新的“灰(hui)洞”理論(lun)(lun)。該(gai)理論(lun)(lun)認為(wei)，物質和能(neng)量在(zai)被黑洞困住一段時間以后，又(you)會被重新釋放(fang)到宇宙中。
黑洞(dong)這(zhe)一定義在(zai)經過漫(man)長的(de)時(shi)間推測后，已經慢慢被人們所接受。然而霍(huo)(huo)金(jin)今年(nian)年(nian)初發文否認黑洞(dong)的(de)存在(zai)，取而代之(zhi)提出了(le)“灰(hui)洞(dong)”理(li)論，這(zhe)在(zai)物(wu)理(li)學界(jie)掀起了(le)不(bu)(bu)小的(de)波瀾。如(ru)今，梅爾(er)西尼—霍(huo)(huo)頓直截了(le)當地稱“根本就不(bu)(bu)會(hui)存在(zai)像黑洞(dong)這(zhe)樣的(de)東西”，這(zhe)無疑成(cheng)為又一枚(mei)重磅炸彈——盡管梅爾(er)西尼—霍(huo)(huo)頓遠不(bu)(bu)及霍(huo)(huo)金(jin)出名。當然，想以一己之(zhi)力(li)推翻既有的(de)理(li)論并不(bu)(bu)那么容易(yi)，需要更多有說服力(li)的(de)證據加以佐證。?
根(gen)據(ju)黑洞(dong)本身的物(wu)理特(te)性質量(liang)，角動(dong)量(liang)，電荷劃分，可(ke)以(yi)將黑洞(dong)分為五類。
不(bu)旋轉不(bu)帶電荷(he)的(de)黑(hei)洞(dong)：它的(de)時空結構于1916年(nian)由史(shi)瓦西(xi)求出，稱史(shi)瓦西(xi)黑(hei)洞(dong)。
不旋轉帶電黑洞(dong)：稱R-N黑洞(dong)。時空結構于1916至1918年由賴(lai)斯納(na)（Reissner）和納(na)自敦（Nordstrom）求(qiu)出。
旋轉不帶電(dian)黑洞(dong)：稱(cheng)克(ke)(ke)爾黑洞(dong)。時空結構由克(ke)(ke)爾于1963年求(qiu)出。
一般(ban)黑洞：稱克爾-紐曼(man)黑洞。時空結構于1965年由(you)紐曼(man)求(qiu)出(chu)。
雙星黑(hei)洞：與其他黑(hei)洞彼此之(zhi)間相(xiang)互(hu)繞轉的黑(hei)洞。
轉動且帶電荷的黑洞，叫(jiao)做(zuo)克爾(er)--紐(niu)曼黑洞。這種結構的黑洞視界(jie)(jie)和無限紅移面會分(fen)開，而且(qie)視界(jie)(jie)會分(fen)為(wei)(wei)兩個（外視界(jie)(jie)r+和內視界(jie)(jie)r-），無限紅移面也會分(fen)裂為(wei)(wei)兩個（rs+和rs-） 。外視界(jie)(jie)和無限紅移面之間的區(qu)域叫(jiao)做(zuo)能層，有能量儲存在那里(li)。越過外無限紅移面的物體(ti)仍有可能逃離黑洞，這是(shi)因(yin)為(wei)(wei)能層還不(bu)是(shi)單向膜區(qu)。
（其中，M、J、Q分別代(dai)表(biao)黑洞(dong)的總(zong)質量、總(zong)角動量和總(zong)電荷。a=J/Mc為(wei)單(dan)位質量角動量）
單向膜(mo)區(qu)(qu)內，r為時間，s是空(kong)間。穿過外視(shi)界(jie)進入單向膜(mo)區(qu)(qu)得物(wu)體(ti)，將只能向前(qian)，穿過內視(shi)界(jie)進入黑洞(dong)內部。內視(shi)界(jie)以(yi)里(li)的區(qu)(qu)域不(bu)是單向膜(mo)區(qu)(qu)，那(nei)里(li)有(you)(you)一個“奇環(huan)”，也就是時間終止(zhi)的地方(fang)。物(wu)體(ti)可(ke)(ke)以(yi)在(zai)內視(shi)界(jie)內自由運動，由于奇環(huan)產(chan)生斥力，物(wu)體(ti)不(bu)會(hui)撞上奇環(huan)，不(bu)過，奇環(huan)附(fu)近有(you)(you)一個極為有(you)(you)趣的時空(kong)區(qu)(qu)，在(zai)那(nei)里(li)存在(zai)“閉(bi)合類時線(xian)”，沿這種時空(kong)曲(qu)線(xian)運動的物(wu)體(ti)可(ke)(ke)以(yi)不(bu)斷(duan)地回到自己的過去(qu)。
巨型黑洞
宇宙中大部分星系，包括我們居住的(de)銀河系的(de)中心都(dou)隱藏著一(yi)個超大(da)質量(liang)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)。這(zhe)(zhe)些黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)質量(liang)大(da)小不一(yi)，大(da)約99萬～400億個太(tai)陽質量(liang)。天文學家們通過(guo)探測黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)周(zhou)圍吸(xi)積(ji)盤發出的(de)強(qiang)烈(lie)輻(fu)射(she)和熱(re)量(liang)推斷這(zhe)(zhe)些黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)存在。物(wu)質在受到強(qiang)烈(lie)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)引力下落(luo)時，會在其周(zhou)圍形(xing)成(cheng)(cheng)吸(xi)積(ji)盤盤旋下降，在這(zhe)(zhe)一(yi)過(guo)程中勢能(neng)迅速釋放，將物(wu)質加(jia)熱(re)到極高(gao)的(de)溫度(du)，從而(er)發出強(qiang)烈(lie)輻(fu)射(she)。黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)通過(guo)吸(xi)積(ji)方(fang)(fang)式吞噬周(zhou)圍物(wu)質，這(zhe)(zhe)可能(neng)就是它的(de)成(cheng)(cheng)長方(fang)(fang)式。
這項最(zui)新的(de)(de)研究采用了全(quan)世界(jie)最(zui)先進的(de)(de)地基觀(guan)測設施，包括(kuo)位(wei)(wei)于美(mei)(mei)國夏威(wei)夷莫納克亞山(shan)頂，海拔(ba)4000多(duo)米處的(de)(de)北雙子座(zuo)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)，位(wei)(wei)于智利帕(pa)拉那山(shan)的(de)(de)南雙子座(zuo)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)，以及(ji)位(wei)(wei)于美(mei)(mei)國新墨西(xi)哥州圣阿古(gu)斯丁平原上的(de)(de)甚(shen)大(da)陣射電望遠(yuan)鏡(jing)(jing)。
觀測結果顯示，出(chu)現在宇宙年齡僅為(wei)12億年時的(de)活(huo)躍黑(hei)洞(dong)，其質量要比稍后(hou)出(chu)現的(de)大部分大質量黑(hei)洞(dong)質量小9/10。但是它們的(de)成長(chang)速度非常快，因而它們的(de)質量要比后(hou)者大得多。通過對這種成長(chang)速度的(de)測算(suan)，研究(jiu)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)估算(suan)出(chu)這些黑(hei)洞(dong)天體(ti)之前和(he)之后(hou)的(de)發展路徑。
該(gai)研究小(xiao)組(zu)發(fa)現(xian)，那些(xie)最(zui)古老的黑(hei)洞(dong)，即那些(xie)在宇宙年齡(ling)僅為(wei)數億年時便開始進入全面成(cheng)長期(qi)的黑(hei)洞(dong)，它們的質量僅為(wei)太(tai)陽的99到2000倍。研究人員認為(wei)這(zhe)些(xie)黑(hei)洞(dong)的形成(cheng)和(he)演化可(ke)能和(he)宇宙中最(zui)早的恒(heng)星有(you)關。
天(tian)文學(xue)家們還注(zhu)意到，在最初的(de)12億(yi)年(nian)后，這些被觀測的(de)黑洞天(tian)體的(de)成長期僅僅持(chi)續(xu)了2億(yi)到4億(yi)年(nian)。
這(zhe)項(xiang)研究(jiu)是一個已持(chi)續9年的(de)研究(jiu)計劃的(de)成果。特拉(la)維夫大學主(zhu)持(chi)的(de)這(zhe)項(xiang)研究(jiu)旨在(zai)追蹤研究(jiu)宇(yu)宙中最大質量(liang)黑洞的(de)演化，并觀察它們對宿主(zhu)星系產生的(de)影(ying)響。
發現“超大”黑洞
2015年3月1日，北京大學吳學兵教授(shou)等人在一(yi)個發光類(lei)星(xing)體里發現(xian)了一(yi)片質量為太陽120億倍的(de)黑(hei)(hei)洞，并(bing)且該星(xing)體早在宇(yu)宙(zhou)形成(cheng)的(de)早期就已(yi)經存(cun)在。科學家稱，如(ru)此巨大的(de)黑(hei)(hei)洞的(de)形成(cheng)無法用現(xian)有黑(hei)(hei)洞理論(lun)解釋(shi)。
該(gai)發(fa)現對2014年之前(qian)的宇宙形(xing)成理論帶出了挑戰。至2015年的宇宙理論認為，黑洞(dong)及其宿主星系的發(fa)展(zhan)形(xing)態基本上是亙古不變的。
德國麥克斯普蘭喀天(tian)文機構的(de)研究員布(bu)拉姆·維尼曼斯（BramVenemans）說道，最新發現的(de)黑(hei)洞(dong)體量相當于(yu)太(tai)陽(yang)(yang)的(de)400億(yi)倍，科(ke)學家(jia)編號為S5 0014+81，比先前發現的(de)同(tong)時期黑(hei)洞(dong)的(de)總和還大出一倍。而(er)在(zai)銀河系的(de)中(zhong)央(yang)潛(qian)伏的(de)黑(hei)洞(dong)比太(tai)陽(yang)(yang)大20倍-500萬倍。
1970年，美國的(de)“自由”號人造衛星(xing)發現了與其他射線源不(bu)同的(de)天鵝座(zuo)X-1，位于天鵝座(zuo)X-1上(shang)的(de)是一個比(bi)太陽(yang)重(zhong)30多倍(bei)的(de)巨大藍(lan)色星(xing)球，該星(xing)球被一個重(zhong)約10個太陽(yang)的(de)看不(bu)見的(de)物體(ti)牽(qian)引(yin)著。天文學家一致(zhi)認為這(zhe)個物體(ti)就是黑洞，它就是人類發現的(de)第(di)一個黑洞。
1928年，薩拉(la)瑪尼安·錢德(de)拉(la)塞(sai)卡(ka)（天體物理(li)學(xue)家(jia)）到(dao)英(ying)國(guo)劍橋(qiao)跟英(ying)國(guo)天文學(xue)家(jia)阿瑟·愛丁頓爵(jue)士（一位(wei)宣講相(xiang)(xiang)對論(lun)的物理(li)家(jia)）學(xue)習。錢德(de)拉(la)塞(sai)卡(ka)意(yi)識到(dao)，泡利(li)不相(xiang)(xiang)容原理(li)所能(neng)提供(gong)的排斥力有一個極限(xian)(xian)。恒(heng)(heng)星中的粒子(zi)的最大速度差被相(xiang)(xiang)對論(lun)限(xian)(xian)制(zhi)為光(guang)速。這意(yi)味著，恒(heng)(heng)星變得足夠(gou)緊致之時，由不相(xiang)(xiang)容原理(li)引(yin)起的排斥力就會比引(yin)力的作用小。錢德(de)拉(la)塞(sai)卡(ka)計算出(chu)；一個大約為太陽質(zhi)量(liang)一倍半的冷的恒(heng)(heng)星不能(neng)支持(chi)自身以抵(di)抗自己的引(yin)力。（這質(zhi)量(liang)稱為錢德(de)拉(la)塞(sai)卡(ka)極限(xian)(xian)）前蘇聯(lian)科(ke)學(xue)家(jia)列夫·達(da)維(wei)多維(wei)奇·蘭道(dao)幾乎在同(tong)時也發(fa)現(xian)了類似的結(jie)論(lun)。
如果一(yi)顆恒星(xing)(xing)的質(zhi)量比錢德拉塞卡極限(xian)小(xiao)，它最后會停止(zhi)收(shou)縮(suo)并終于(yu)變成一(yi)顆半徑為幾千英里和密度為每立方(fang)英寸幾百噸的“白矮(ai)星(xing)(xing)”。白矮(ai)星(xing)(xing)是它物質(zhi)中(zhong)電(dian)子之間(jian)的不相容原理排(pai)斥力所支(zhi)持的。第一(yi)顆被觀察(cha)到(dao)的是繞(rao)著夜空中(zhong)最亮的恒星(xing)(xing)——天狼(lang)星(xing)(xing)轉動的那一(yi)顆。
蘭道指出(chu)，對于恒星還存在(zai)(zai)另一(yi)(yi)可能的終(zhong)態。其(qi)(qi)極限質量大約也(ye)為太(tai)陽(yang)質量的一(yi)(yi)倍(bei)或二倍(bei)，但是(shi)(shi)其(qi)(qi)體積甚(shen)至比白(bai)矮星還小(xiao)得多。這些恒星是(shi)(shi)由(you)中(zhong)子和質子之間，而不(bu)是(shi)(shi)電(dian)子之間的不(bu)相(xiang)容原理(li)排(pai)斥力所(suo)支持。所(suo)以(yi)它們(men)被(bei)(bei)叫做中(zhong)子星。它們(men)的半(ban)徑只有10英里左右，密度為每立方英寸(cun)幾億噸。在(zai)(zai)中(zhong)子星被(bei)(bei)第一(yi)(yi)次預(yu)言時(shi)，并沒有任(ren)何方法(fa)去觀(guan)察它，很久以(yi)后它們(men)才被(bei)(bei)觀(guan)察到(dao)。
另(ling)一方面，質(zhi)量比(bi)錢德拉塞卡極(ji)限還(huan)大的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)在(zai)耗(hao)盡其(qi)燃料時，會出現一個(ge)很大的(de)(de)(de)問題：在(zai)某(mou)種情形下(xia)，它們會爆炸或拋(pao)出足夠的(de)(de)(de)物質(zhi)，使自(zi)己的(de)(de)(de)質(zhi)量減少到極(ji)限之下(xia)，以(yi)避免災難性的(de)(de)(de)引(yin)力坍(tan)縮(suo)，不(bu)管(guan)恒(heng)星(xing)有多(duo)(duo)大，這總會發(fa)生。愛丁頓(dun)拒絕(jue)相信錢德拉塞卡的(de)(de)(de)結果。愛丁頓(dun)認為，一顆恒(heng)星(xing)不(bu)可能(neng)坍(tan)縮(suo)成一點(dian)。這是(shi)大多(duo)(duo)數科(ke)學家的(de)(de)(de)觀點(dian)：愛因斯(si)坦自(zi)己寫了一篇論文(wen)，宣布(bu)恒(heng)星(xing)的(de)(de)(de)體(ti)積不(bu)會收縮(suo)為零(ling)。其(qi)他(ta)(ta)科(ke)學家，尤其(qi)是(shi)他(ta)(ta)以(yi)前的(de)(de)(de)老師、恒(heng)星(xing)結構(gou)的(de)(de)(de)主要權威——愛丁頓(dun)的(de)(de)(de)敵意使錢德拉塞卡拋(pao)棄了這方面的(de)(de)(de)工作(zuo)，轉去研究諸如恒(heng)星(xing)團(tuan)運(yun)動等其(qi)他(ta)(ta)天文(wen)學問題。然(ran)而，他(ta)(ta)獲得1983年諾(nuo)貝(bei)爾獎，至少部分原(yuan)因在(zai)于(yu)他(ta)(ta)早(zao)年所做(zuo)的(de)(de)(de)關于(yu)冷(leng)恒(heng)星(xing)的(de)(de)(de)質(zhi)量極(ji)限的(de)(de)(de)工作(zuo)。
錢德拉塞卡指出，泡(pao)利(li)不相容原(yuan)理不能(neng)夠(gou)阻止(zhi)質量大于錢德拉塞卡極限的恒星(xing)發(fa)生(sheng)坍縮。但是(shi)，根據廣(guang)義相對論，這樣的恒星(xing)會發(fa)生(sheng)什么情況呢。這個問(wen)題被一位年輕的美國人羅(luo)伯特(te)·奧本海(hai)默于1939年首次(ci)解決。然而，他所獲得(de)的結(jie)果表明，用當(dang)時的望遠(yuan)鏡去觀察(cha)不會再有任何(he)結(jie)果。以后，因第(di)二次(ci)世界大戰的干擾，奧本海(hai)默卷入到原(yuan)子(zi)彈計劃(hua)中去。戰后，由于大部分(fen)科(ke)學家被吸引到原(yuan)子(zi)和原(yuan)子(zi)核尺(chi)度的物(wu)理中去，因而引力(li)坍縮的問(wen)題被大部分(fen)人忘記了。
1967年(nian)，劍橋的(de)(de)(de)(de)(de)一位(wei)研究生約瑟琳·貝(bei)爾發(fa)(fa)現了(le)天空發(fa)(fa)射出無(wu)線(xian)電波的(de)(de)(de)(de)(de)規則(ze)脈沖的(de)(de)(de)(de)(de)物體(ti)，這(zhe)(zhe)對(dui)黑洞的(de)(de)(de)(de)(de)存在的(de)(de)(de)(de)(de)預言(yan)帶(dai)來(lai)了(le)進(jin)一步的(de)(de)(de)(de)(de)鼓舞。起初貝(bei)爾和(he)(he)她的(de)(de)(de)(de)(de)導師(shi)安東尼·赫(he)維(wei)許(xu)以(yi)為(wei)(wei)，他們(men)(men)可(ke)(ke)能和(he)(he)我們(men)(men)星(xing)(xing)(xing)系中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)外星(xing)(xing)(xing)文明進(jin)行(xing)了(le)接(jie)觸。在宣布他們(men)(men)發(fa)(fa)現的(de)(de)(de)(de)(de)討論(lun)會上(shang)，他們(men)(men)將這(zhe)(zhe)四個最早發(fa)(fa)現的(de)(de)(de)(de)(de)源稱為(wei)(wei)LGM1－4，LGM表(biao)示“小綠人(ren)”（“Little Green Man”）的(de)(de)(de)(de)(de)意思。最終他們(men)(men)和(he)(he)所有其(qi)他人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)結論(lun)是(shi)這(zhe)(zhe)些被稱為(wei)(wei)脈沖星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)物體(ti)，事實上(shang)是(shi)旋(xuan)轉的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)星(xing)(xing)(xing)，這(zhe)(zhe)些中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)(zi)星(xing)(xing)(xing)由于在黑洞這(zhe)(zhe)個概(gai)念剛被提(ti)出的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候，共(gong)有兩種(zhong)(zhong)光(guang)(guang)理(li)論(lun)：一種(zhong)(zhong)是(shi)牛頓(dun)贊成的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)微粒說；另一種(zhong)(zhong)是(shi)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)波動說。由于量子(zi)(zi)力(li)(li)學的(de)(de)(de)(de)(de)波粒二象性，光(guang)(guang)既可(ke)(ke)認(ren)為(wei)(wei)是(shi)波，也可(ke)(ke)認(ren)為(wei)(wei)是(shi)粒子(zi)(zi)。在光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)波動說中(zhong)(zhong)(zhong)，不(bu)清楚光(guang)(guang)對(dui)引力(li)(li)如何響應。但是(shi)如果光(guang)(guang)是(shi)由粒子(zi)(zi)組(zu)成的(de)(de)(de)(de)(de)，人(ren)們(men)(men)可(ke)(ke)以(yi)預料，它們(men)(men)正如同(tong)炮彈、火箭和(he)(he)行(xing)星(xing)(xing)(xing)那(nei)樣受引力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。起先人(ren)們(men)(men)以(yi)為(wei)(wei)，光(guang)(guang)粒子(zi)(zi)無(wu)限(xian)快地運動，所以(yi)引力(li)(li)不(bu)可(ke)(ke)能使之慢下來(lai)，但是(shi)羅(luo)麥(mai)關于光(guang)(guang)速度有限(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)現表(biao)明引力(li)(li)對(dui)之可(ke)(ke)有重(zhong)要效應。
1783年(nian)，劍橋(qiao)的學(xue)(xue)監約翰·米(mi)歇(xie)爾在這個(ge)假(jia)定(ding)的基礎上，在《倫敦皇(huang)家學(xue)(xue)會(hui)(hui)哲學(xue)(xue)學(xue)(xue)報》上發表了一(yi)篇文章。他指出(chu)，一(yi)個(ge)質量足夠(gou)大并足夠(gou)緊致的恒星會(hui)(hui)有如此強大的引(yin)力(li)場(chang)，以(yi)致于連光線都不能(neng)逃逸——任何從恒星表面(mian)發出(chu)的光，還沒到(dao)達遠處即會(hui)(hui)被恒星的引(yin)力(li)吸引(yin)回(hui)來。米(mi)歇(xie)爾暗(an)示，可能(neng)存在大量這樣的恒星，雖然(ran)會(hui)(hui)由于從它們(men)(men)(men)那里發出(chu)的光不會(hui)(hui)到(dao)達我們(men)(men)(men)這兒而使(shi)我們(men)(men)(men)不能(neng)看到(dao)它們(men)(men)(men)，但(dan)我們(men)(men)(men)仍然(ran)可以(yi)感到(dao)它們(men)(men)(men)的引(yin)力(li)的吸引(yin)作用。這正是(shi)我們(men)(men)(men)稱為黑洞(dong)的物體(ti)。
事實上(shang)，因為光(guang)(guang)速是固定的(de)，所以(yi)，在牛頓引力(li)(li)論中將光(guang)(guang)類似(si)炮(pao)彈(dan)那(nei)樣(yang)處理不(bu)嚴謹。（從地面發射(she)上(shang)天(tian)的(de)炮(pao)彈(dan)由于(yu)引力(li)(li)而減速，最后(hou)停(ting)止上(shang)升并(bing)折回地面；然而，一個(ge)光(guang)(guang)子必(bi)須以(yi)不(bu)變(bian)的(de)速度繼續(xu)向上(shang)，那(nei)么牛頓引力(li)(li)對(dui)于(yu)光(guang)(guang)如何發生影響(xiang)。）在1915年愛(ai)因斯坦提出廣義相對(dui)論之(zhi)前，一直沒有關于(yu)引力(li)(li)如何影響(xiang)光(guang)(guang)的(de)協(xie)調的(de)理論，之(zhi)后(hou)這個(ge)理論對(dui)大質(zhi)量恒(heng)星的(de)含意才被理解。
觀(guan)(guan)察一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)恒星坍(tan)縮并形成(cheng)(cheng)黑(hei)(hei)洞時(shi)，因(yin)為在(zai)(zai)(zai)相(xiang)對論中沒(mei)有絕對時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，所(suo)以(yi)每個(ge)觀(guan)(guan)測(ce)者都有自己的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)量。由于恒星的(de)(de)引力(li)場，在(zai)(zai)(zai)恒星上(shang)某(mou)人的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)將和在(zai)(zai)(zai)遠處(chu)某(mou)人的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)不同。假定在(zai)(zai)(zai)坍(tan)縮星表面(mian)(mian)有一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)無(wu)畏的(de)(de)航(hang)天員(yuan)和恒星一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)起(qi)向內坍(tan)縮，按(an)照(zhao)他(ta)(ta)的(de)(de)表，每一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)秒鐘(zhong)發(fa)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)信號(hao)到(dao)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)繞著該恒星轉動的(de)(de)空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)船(chuan)上(shang)去。在(zai)(zai)(zai)他(ta)(ta)的(de)(de)表的(de)(de)某(mou)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)時(shi)刻，譬如11點(dian)(dian)鐘(zhong)，恒星剛好收(shou)縮到(dao)它的(de)(de)臨界半徑，此(ci)時(shi)引力(li)場強到(dao)沒(mei)有任何東(dong)西可(ke)以(yi)逃逸(yi)出去，他(ta)(ta)的(de)(de)信號(hao)再也不能傳到(dao)空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)船(chuan)了(le)。當11點(dian)(dian)到(dao)達時(shi)，他(ta)(ta)在(zai)(zai)(zai)空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)船(chuan)中的(de)(de)伙伴發(fa)現，航(hang)天員(yuan)發(fa)來的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)串信號(hao)的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)隔(ge)越(yue)(yue)變越(yue)(yue)長。但是(shi)這個(ge)效應在(zai)(zai)(zai)10點(dian)(dian)59分(fen)59秒之前是(shi)非常微小的(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)收(shou)到(dao)10點(dian)(dian)59分(fen)58秒和10點(dian)(dian)59分(fen)59秒發(fa)出的(de)(de)兩個(ge)信號(hao)之間(jian)(jian)(jian)(jian)，他(ta)(ta)們只(zhi)需等待比(bi)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)秒鐘(zhong)稍長一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)點(dian)(dian)的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，然而他(ta)(ta)們必須(xu)為11點(dian)(dian)發(fa)出的(de)(de)信號(hao)等待無(wu)限(xian)長的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)。按(an)照(zhao)航(hang)天員(yuan)的(de)(de)手表，光(guang)波(bo)是(shi)在(zai)(zai)(zai)10點(dian)(dian)59分(fen)59秒和11點(dian)(dian)之間(jian)(jian)(jian)(jian)由恒星表面(mian)(mian)發(fa)出；從空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)船(chuan)上(shang)看，那光(guang)波(bo)被(bei)散開到(dao)無(wu)限(xian)長的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)隔(ge)里(li)。在(zai)(zai)(zai)空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)船(chuan)上(shang)收(shou)到(dao)這一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)串光(guang)波(bo)的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)隔(ge)變得(de)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)長，所(suo)以(yi)恒星來的(de)(de)光(guang)顯得(de)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)紅、越(yue)(yue)來越(yue)(yue)淡(dan)，最后，該恒星變得(de)如此(ci)之朦朧(long)，以(yi)至于從空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)船(chuan)上(shang)再也看不見它，所(suo)余下的(de)(de)只(zhi)是(shi)空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)中的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)黑(hei)(hei)洞。然而，此(ci)恒星繼續(xu)以(yi)同樣的(de)(de)引力(li)作用到(dao)空(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)飛(fei)(fei)船(chuan)上(shang)，使飛(fei)(fei)船(chuan)繼續(xu)繞著所(suo)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)黑(hei)(hei)洞旋轉。
但是(shi)由(you)于(yu)以(yi)下的(de)(de)問題，使得(de)上述(shu)情(qing)景不是(shi)完全(quan)現實(shi)的(de)(de)。離開恒(heng)星越遠則引(yin)(yin)力(li)(li)越弱(ruo)，所以(yi)作(zuo)用(yong)在這(zhe)位無畏的(de)(de)航天員(yuan)(yuan)腳(jiao)上的(de)(de)引(yin)(yin)力(li)(li)總比作(zuo)用(yong)到(dao)(dao)他(ta)頭上的(de)(de)大。在恒(heng)星還未(wei)收縮到(dao)(dao)臨界(jie)半徑而(er)(er)形成事(shi)件視(shi)界(jie)之(zhi)前，這(zhe)力(li)(li)的(de)(de)差(cha)就已經將航天員(yuan)(yuan)拉成意大利(li)面(mian)條那樣(yang)，甚至(zhi)將他(ta)撕裂(lie)!然而(er)(er)，在宇(yu)宙中(zhong)存在質(zhi)量大得(de)多的(de)(de)天體，譬如星系的(de)(de)中(zhong)心區(qu)域(yu)(yu)，它們遭受到(dao)(dao)引(yin)(yin)力(li)(li)坍縮而(er)(er)產生黑洞；一(yi)位在這(zhe)樣(yang)的(de)(de)物(wu)體上面(mian)的(de)(de)航天員(yuan)(yuan)在黑洞形成之(zhi)前不會(hui)被撕開。事(shi)實(shi)上，當他(ta)到(dao)(dao)達臨界(jie)半徑時(shi)，不會(hui)有(you)任(ren)何(he)異樣(yang)的(de)(de)感(gan)覺，甚至(zhi)在通過永不回返的(de)(de)那一(yi)點時(shi)，都沒(mei)注(zhu)意到(dao)(dao)。但是(shi)，隨著這(zhe)區(qu)域(yu)(yu)繼續坍縮，只(zhi)要(yao)在幾個鐘頭之(zhi)內(nei)，作(zuo)用(yong)到(dao)(dao)他(ta)頭上和(he)腳(jiao)上的(de)(de)引(yin)(yin)力(li)(li)之(zhi)差(cha)會(hui)變得(de)如此之(zhi)大，以(yi)至(zhi)于(yu)再將其撕裂(lie)。
羅杰·彭(peng)羅斯在(zai)(zai)(zai)1965年和1970年之間的(de)(de)(de)研(yan)究指出(chu)，根(gen)據廣義(yi)相(xiang)(xiang)對論，在(zai)(zai)(zai)黑(hei)洞(dong)(dong)中必(bi)然存在(zai)(zai)(zai)無限大密度和空間——時間曲率的(de)(de)(de)奇(qi)點(dian)(dian)。這(zhe)和時間開端時的(de)(de)(de)大爆炸相(xiang)(xiang)當類似，只(zhi)不過它(ta)(ta)是(shi)(shi)一個坍縮(suo)物(wu)體和航(hang)天員的(de)(de)(de)時間終點(dian)(dian)而已。在(zai)(zai)(zai)此奇(qi)點(dian)(dian)，科學(xue)定(ding)律和預(yu)言(yan)將(jiang)來的(de)(de)(de)能(neng)力(li)都失效(xiao)了(le)。然而，任何留在(zai)(zai)(zai)黑(hei)洞(dong)(dong)之外的(de)(de)(de)觀(guan)察者，將(jiang)不會受到(dao)可(ke)預(yu)見性失效(xiao)的(de)(de)(de)影(ying)響，因為(wei)從奇(qi)點(dian)(dian)出(chu)發的(de)(de)(de)不管是(shi)(shi)光(guang)還(huan)是(shi)(shi)任何其他信號都不能(neng)到(dao)達。這(zhe)令人驚奇(qi)的(de)(de)(de)事實導致羅杰·彭(peng)羅斯提(ti)出(chu)了(le)宇(yu)宙監(jian)督(du)猜(cai)測，它(ta)(ta)可(ke)以被(bei)意譯為(wei)：“上帝憎惡(e)裸(luo)奇(qi)點(dian)(dian)。”換(huan)言(yan)之，由引力(li)坍縮(suo)所產生(sheng)的(de)(de)(de)奇(qi)點(dian)(dian)只(zhi)能(neng)發生(sheng)在(zai)(zai)(zai)像黑(hei)洞(dong)(dong)這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)地(di)方，在(zai)(zai)(zai)那(nei)兒它(ta)(ta)被(bei)事件(jian)視界體面(mian)地(di)遮住而不被(bei)外界看見。嚴(yan)格地(di)講，這(zhe)是(shi)(shi)所謂弱的(de)(de)(de)宇(yu)宙監(jian)督(du)猜(cai)測：它(ta)(ta)使留在(zai)(zai)(zai)黑(hei)洞(dong)(dong)外面(mian)的(de)(de)(de)觀(guan)察者不致受到(dao)發生(sheng)在(zai)(zai)(zai)奇(qi)點(dian)(dian)處(chu)的(de)(de)(de)可(ke)預(yu)見性失效(xiao)的(de)(de)(de)影(ying)響，但它(ta)(ta)對那(nei)位(wei)不幸落到(dao)黑(hei)洞(dong)(dong)里的(de)(de)(de)可(ke)憐的(de)(de)(de)航(hang)天員卻是(shi)(shi)愛莫能(neng)助(zhu)。
廣義相對論相關
廣義相(xiang)對論方程(cheng)存(cun)在(zai)(zai)(zai)一(yi)些(xie)解(jie)，這些(xie)解(jie)使得我們的(de)(de)(de)(de)(de)航(hang)天員(yuan)可能(neng)看(kan)到(dao)裸奇點(dian)。他(ta)也許能(neng)避免(mian)撞到(dao)奇點(dian)上去(qu)(qu)，而(er)穿過(guo)一(yi)個(ge)“蟲洞”來到(dao)宇(yu)(yu)宙的(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一(yi)區域。看(kan)來這給空間——時(shi)間內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)旅(lv)行(xing)提供了巨大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)性。但是(shi)(shi)不幸的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)，所有(you)這些(xie)解(jie)似乎都(dou)是(shi)(shi)非(fei)常不穩定的(de)(de)(de)(de)(de)；最小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)干擾，譬如一(yi)個(ge)航(hang)天員(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai)就(jiu)會使之(zhi)改變，以(yi)至(zhi)于(yu)他(ta)還沒能(neng)看(kan)到(dao)此奇點(dian)，就(jiu)撞上去(qu)(qu)而(er)結(jie)束了他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間。換言之(zhi)，奇點(dian)總是(shi)(shi)發生在(zai)(zai)(zai)他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)將(jiang)來，而(er)從(cong)不會在(zai)(zai)(zai)過(guo)去(qu)(qu)。強的(de)(de)(de)(de)(de)宇(yu)(yu)宙監督猜(cai)測是(shi)(shi)說，在(zai)(zai)(zai)一(yi)個(ge)現實的(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)里，奇點(dian)總是(shi)(shi)或者整個(ge)存(cun)在(zai)(zai)(zai)于(yu)將(jiang)來（如引力坍(tan)縮的(de)(de)(de)(de)(de)奇點(dian)），或者整個(ge)存(cun)在(zai)(zai)(zai)于(yu)過(guo)去(qu)(qu)（如大(da)(da)爆炸）。因為(wei)在(zai)(zai)(zai)接(jie)近裸奇點(dian)處(chu)可能(neng)旅(lv)行(xing)到(dao)過(guo)去(qu)(qu)，所以(yi)宇(yu)(yu)宙監督猜(cai)測的(de)(de)(de)(de)(de)某種形式的(de)(de)(de)(de)(de)成立是(shi)(shi)大(da)(da)有(you)希望的(de)(de)(de)(de)(de)。
事(shi)件(jian)視(shi)(shi)界(jie)，也就是空(kong)間——時(shi)(shi)間中不可(ke)(ke)逃逸區(qu)域的(de)邊界(jie)，正如同圍繞著黑洞(dong)的(de)單向膜：物體(ti)，譬如不謹慎的(de)航(hang)天員，能通過(guo)事(shi)件(jian)視(shi)(shi)界(jie)落到黑洞(dong)里(li)去(qu)，但是沒有(you)(you)任(ren)(ren)何(he)東西可(ke)(ke)以(yi)通過(guo)事(shi)件(jian)視(shi)(shi)界(jie)而逃離黑洞(dong)。（記住(zhu)事(shi)件(jian)視(shi)(shi)界(jie)是企(qi)圖逃離黑洞(dong)的(de)光的(de)空(kong)間——時(shi)(shi)間軌(gui)道，沒有(you)(you)任(ren)(ren)何(he)東西可(ke)(ke)以(yi)比光運動得(de)更快）人(ren)們可(ke)(ke)以(yi)將詩(shi)人(ren)但丁針對地(di)(di)獄入口(kou)所說的(de)話恰到好處地(di)(di)用于事(shi)件(jian)視(shi)(shi)界(jie)：“從(cong)這兒進(jin)去(qu)的(de)人(ren)必須拋棄一切希望。”任(ren)(ren)何(he)東西或(huo)任(ren)(ren)何(he)人(ren)一旦(dan)進(jin)入事(shi)件(jian)視(shi)(shi)界(jie)，就會(hui)很(hen)快地(di)(di)到達無限致密的(de)區(qu)域和時(shi)(shi)間的(de)終(zhong)點。
廣義(yi)相(xiang)對(dui)論預言(yan)，運動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)物(wu)會(hui)導致引(yin)(yin)力(li)(li)(li)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)射(she)，那是(shi)以(yi)(yi)光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速度傳播的(de)(de)(de)(de)(de)(de)空間——時間曲率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漣漪。引(yin)(yin)力(li)(li)(li)波(bo)(bo)和電(dian)磁場的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漣漪光(guang)波(bo)(bo)相(xiang)類似(si)，但(dan)是(shi)要探測到(dao)(dao)它則困難得多。就像(xiang)光(guang)一(yi)(yi)(yi)樣(yang)，它帶(dai)走了發射(she)它們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)。因為任何運動中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)都會(hui)被引(yin)(yin)力(li)(li)(li)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)射(she)所(suo)帶(dai)走，所(suo)以(yi)(yi)可(ke)以(yi)(yi)預料，一(yi)(yi)(yi)個(ge)大質量(liang)物(wu)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)系(xi)(xi)統最終會(hui)趨(qu)向于(yu)(yu)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)不(bu)變(bian)(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態。（這(zhe)和扔一(yi)(yi)(yi)塊軟木到(dao)(dao)水中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況相(xiang)當類似(si)，起先翻(fan)上翻(fan)下(xia)折(zhe)騰了好一(yi)(yi)(yi)陣，但(dan)是(shi)當漣漪將其(qi)(qi)能量(liang)帶(dai)走，就使它最終平(ping)靜(jing)下(xia)來。）例如，繞著(zhu)(zhu)太(tai)(tai)陽公轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)球即(ji)產(chan)生引(yin)(yin)力(li)(li)(li)波(bo)(bo)。其(qi)(qi)能量(liang)損失的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效應(ying)將改變(bian)(bian)(bian)地(di)球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道，使之(zhi)逐(zhu)漸越來越接近(jin)(jin)太(tai)(tai)陽，最后(hou)撞到(dao)(dao)太(tai)(tai)陽上，以(yi)(yi)這(zhe)種(zhong)方式歸于(yu)(yu)最終不(bu)變(bian)(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態。在(zai)地(di)球和太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情形下(xia)能量(liang)損失率(lv)非常小——大約只能點燃一(yi)(yi)(yi)個(ge)小電(dian)熱(re)器， 這(zhe)意味著(zhu)(zhu)要用大約1千億億億年地(di)球才會(hui)和太(tai)(tai)陽相(xiang)撞，沒有必要立即(ji)去為之(zhi)擔(dan)憂！地(di)球軌(gui)道改變(bian)(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過程極其(qi)(qi)緩(huan)慢(man)，以(yi)(yi)至于(yu)(yu)根本觀(guan)測不(bu)到(dao)(dao)。但(dan)幾年以(yi)(yi)前(qian)，在(zai)稱為PSR1913+16（PSR表示“脈沖(chong)星”，一(yi)(yi)(yi)種(zhong)特(te)別(bie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發射(she)出無線電(dian)波(bo)(bo)規(gui)則脈沖(chong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)子星）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)系(xi)(xi)統中(zhong)(zhong)觀(guan)測到(dao)(dao)這(zhe)一(yi)(yi)(yi)效應(ying)。此系(xi)(xi)統包含兩個(ge)互(hu)相(xiang)圍繞著(zhu)(zhu)運動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)子星，由于(yu)(yu)引(yin)(yin)力(li)(li)(li)波(bo)(bo)輻(fu)射(she)，它們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)損失，使之(zhi)相(xiang)互(hu)以(yi)(yi)螺旋線軌(gui)道靠近(jin)(jin)。
在恒(heng)星引力坍縮形(xing)成(cheng)黑洞(dong)時(shi)(shi)，運動(dong)會(hui)(hui)更快(kuai)得(de)多(duo)，這(zhe)樣(yang)能(neng)量被帶走的(de)(de)速(su)率(lv)就高(gao)得(de)多(duo)。所以(yi)(yi)不用太長的(de)(de)時(shi)(shi)間就會(hui)(hui)達(da)到不變的(de)(de)狀態。人(ren)們會(hui)(hui)以(yi)(yi)為它(ta)(ta)將依賴于形(xing)成(cheng)黑洞(dong)的(de)(de)恒(heng)星的(de)(de)所有的(de)(de)復雜特征——不僅僅它(ta)(ta)的(de)(de)質量和轉動(dong)速(su)度，而且恒(heng)星不同部(bu)分的(de)(de)不同密度以(yi)(yi)及恒(heng)星內氣體的(de)(de)復雜運動(dong)。如(ru)果(guo)黑洞(dong)就像坍縮形(xing)成(cheng)它(ta)(ta)們的(de)(de)原先物體那(nei)樣(yang)變化多(duo)端，一(yi)般來講，對之作任何預(yu)言都將是非常困(kun)難的(de)(de)。
然(ran)而，加拿大(da)科(ke)學家外奈·伊(yi)斯雷爾在(zai)1967年(nian)使(shi)黑(hei)洞(dong)研究(jiu)發(fa)生了(le)徹底的(de)(de)(de)改變。他指出，根(gen)據(ju)廣(guang)義相(xiang)對(dui)論，非旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)黑(hei)洞(dong)必(bi)須(xu)是非常簡單、完美的(de)(de)(de)球(qiu)形(xing)；其大(da)小只(zhi)依賴于它們(men)的(de)(de)(de)質量(liang)，并且任何(he)兩(liang)個(ge)這樣的(de)(de)(de)同(tong)質量(liang)的(de)(de)(de)黑(hei)洞(dong)必(bi)須(xu)是等同(tong)的(de)(de)(de)。事實上，它們(men)可以(yi)用(yong)愛因斯坦的(de)(de)(de)特解(jie)來描述，這個(ge)解(jie)是在(zai)廣(guang)義相(xiang)對(dui)論發(fa)現后不(bu)(bu)久的(de)(de)(de)1917年(nian)卡(ka)爾·施瓦茲席(xi)爾德找(zhao)到的(de)(de)(de)。一開(kai)始，許多人（其中包(bao)括伊(yi)斯雷爾自己）認為，既(ji)然(ran)黑(hei)洞(dong)必(bi)須(xu)是完美的(de)(de)(de)球(qiu)形(xing)，一個(ge)黑(hei)洞(dong)只(zhi)能(neng)由一個(ge)完美球(qiu)形(xing)物體坍縮而形(xing)成。所以(yi)，任何(he)實際(ji)的(de)(de)(de)恒星從來都不(bu)(bu)是完美的(de)(de)(de)球(qiu)形(xing)只(zhi)會坍縮形(xing)成一個(ge)裸奇點。
然而(er)，對于伊(yi)斯雷爾(er)的(de)(de)(de)結(jie)果，一些人，特別是(shi)羅杰(jie)·彭羅斯和約翰(han)·惠勒提倡一種(zhong)不同的(de)(de)(de)解釋。他們論證道(dao)，牽(qian)涉恒星(xing)坍縮(suo)的(de)(de)(de)快速運動表明，其釋放出來(lai)的(de)(de)(de)引(yin)力波使之越來(lai)越近于球形，到(dao)它(ta)終(zhong)于靜(jing)態時，就變成準確的(de)(de)(de)球形。按照這(zhe)種(zhong)觀點，任何(he)非旋轉恒星(xing)，不管其形狀(zhuang)和內部結(jie)構如何(he)復雜，在引(yin)力坍縮(suo)之后都將(jiang)終(zhong)結(jie)于一個完美的(de)(de)(de)球形黑洞，其大(da)小只依賴于它(ta)的(de)(de)(de)質量。這(zhe)種(zhong)觀點得(de)到(dao)進一步(bu)的(de)(de)(de)計算支持(chi)，并且(qie)很(hen)快就為(wei)大(da)家(jia)所接受。
伊斯雷爾(er)(er)的(de)(de)(de)結果(guo)只處理了由非旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)物體形成的(de)(de)(de)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)。1963年，新西(xi)蘭人羅伊·克爾(er)(er)找到(dao)了廣(guang)義相對論方程的(de)(de)(de)描述旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)一(yi)族解。這(zhe)(zhe)些“克爾(er)(er)”黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)以恒常速度旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)，其大小(xiao)與形狀只依賴于它們的(de)(de)(de)質量和旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)的(de)(de)(de)速度。如(ru)(ru)果(guo)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)為零，黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)就(jiu)是(shi)完美的(de)(de)(de)球形，這(zhe)(zhe)解就(jiu)和施瓦茲席(xi)爾(er)(er)德解一(yi)樣。如(ru)(ru)果(guo)有旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)，黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)赤道附近就(jiu)鼓(gu)出(chu)去(qu)（正如(ru)(ru)地(di)球或太陽由于旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)而(er)鼓(gu)出(chu)去(qu)一(yi)樣），而(er)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)得(de)越(yue)(yue)快則鼓(gu)得(de)越(yue)(yue)多。由此人們猜測，如(ru)(ru)將(jiang)伊斯雷爾(er)(er)的(de)(de)(de)結果(guo)推廣(guang)到(dao)包(bao)括旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)體的(de)(de)(de)情形，則任何旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)物體坍縮形成黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)后，將(jiang)最后終結于由克爾(er)(er)解描述的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)靜態。
黑洞是(shi)(shi)(shi)科學史上(shang)極為(wei)罕見的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)形之(zhi)一(yi)，在沒有(you)任何(he)觀(guan)測(ce)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)證(zheng)據證(zheng)明其理論是(shi)(shi)(shi)正(zheng)確的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)形下，作為(wei)數學的(de)(de)(de)(de)(de)模型被(bei)發展到(dao)非常詳(xiang)盡的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)步(bu)。的(de)(de)(de)(de)(de)確，這(zhe)經常是(shi)(shi)(shi)反對黑洞的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)論據：怎(zen)么能相(xiang)信(xin)一(yi)個其依(yi)據只是(shi)(shi)(shi)基于(yu)令人(ren)懷疑的(de)(de)(de)(de)(de)廣義相(xiang)對論的(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)算的(de)(de)(de)(de)(de)對象呢?然而(er)(er)，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)天文學家馬丁(ding)·施密特測(ce)量(liang)(liang)(liang)了在稱(cheng)為(wei)3C273（即是(shi)(shi)(shi)劍橋射(she)電源(yuan)(yuan)編目第三類(lei)(lei)的(de)(de)(de)(de)(de)273號）射(she)電源(yuan)(yuan)方向的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個黯淡的(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)(lei)星(xing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)移(yi)(yi)。他(ta)發現引(yin)力場不(bu)可能引(yin)起(qi)(qi)這(zhe)么大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)移(yi)(yi)——如果(guo)它(ta)是(shi)(shi)(shi)引(yin)力紅(hong)(hong)移(yi)(yi)，這(zhe)類(lei)(lei)星(xing)體(ti)必(bi)須具有(you)如此(ci)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)，并(bing)離地(di)球如此(ci)之(zhi)近(jin)，以(yi)(yi)(yi)至(zhi)(zhi)于(yu)會干(gan)擾太陽系中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)行星(xing)軌道。這(zhe)暗示此(ci)紅(hong)(hong)移(yi)(yi)是(shi)(shi)(shi)由(you)宇宙的(de)(de)(de)(de)(de)膨(peng)脹引(yin)起(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)，進而(er)(er)表明此(ci)物體(ti)離地(di)球非常遠(yuan)。由(you)于(yu)在這(zhe)么遠(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)距離還(huan)能被(bei)觀(guan)察(cha)(cha)到(dao)，它(ta)必(bi)須非常亮，也就是(shi)(shi)(shi)必(bi)須輻射(she)出大(da)(da)(da)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)(liang)。人(ren)們會想到(dao)，產生這(zhe)么大(da)(da)(da)量(liang)(liang)(liang)能量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)唯一(yi)機制看來不(bu)僅僅是(shi)(shi)(shi)一(yi)個恒星(xing)，而(er)(er)是(shi)(shi)(shi)一(yi)個星(xing)系的(de)(de)(de)(de)(de)整個中(zhong)心區域的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)力坍(tan)縮。人(ren)們還(huan)發現了許多其他(ta)類(lei)(lei)星(xing)體(ti)，它(ta)們都(dou)有(you)很大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)移(yi)(yi)。但是(shi)(shi)(shi)它(ta)們都(dou)離開地(di)球太遠(yuan)了，所以(yi)(yi)(yi)對之(zhi)進行觀(guan)察(cha)(cha)太困難，以(yi)(yi)(yi)至(zhi)(zhi)于(yu)不(bu)能。
看清黑洞磁場
科學家認(ren)為，黑洞引擎是由磁(ci)場驅(qu)動(dong)的(de)。借助事(shi)件(jian)視界望遠鏡（Event Horizon Telescope，EHT），天文學家在我們銀河(he)系(xi)中(zhong)心(xin)超大黑洞事(shi)件(jian)視界的(de)外側探測(ce)到(dao)了磁(ci)場。發(fa)(fa)現在靠(kao)近(jin)黑洞的(de)某些區域(yu)是混亂的(de)，有(you)著雜亂的(de)磁(ci)圈(quan)和渦(wo)漩，就(jiu)像攪在一起的(de)意(yi)大利面。相(xiang)反(fan)，其他區域(yu)的(de)磁(ci)場則有(you)序得多(duo)，可能是物質噴流產生(sheng)的(de)區域(yu)。還發(fa)(fa)現，黑洞周邊(bian)的(de)磁(ci)場在短至15分鐘(zhong)的(de)時間段內(nei)都(dou)會發(fa)(fa)生(sheng)明(ming)顯變化。
理論修改
2015年3月(yue)，霍金(jin)對黑(hei)洞(dong)(dong)理論(lun)(lun)進行了修改，宣稱黑(hei)洞(dong)(dong)實際上是“灰色的”。新(xin)(xin)“灰洞(dong)(dong)”理論(lun)(lun)稱，物質和能(neng)量被黑(hei)洞(dong)(dong)困住一段時間后，又會(hui)被重(zhong)新(xin)(xin)釋放到宇(yu)宙中。
2016年1月，霍(huo)金(jin)同物理(li)(li)學家馬爾科姆·佩里、安(an)德魯·施特羅明格提出了新理(li)(li)論：讓信(xin)息“逃逸(yi)”的黑洞(dong)裂口由“柔軟(ruan)的帶電毛發”組成，它們是位(wei)于視界線上的光(guang)子(zi)(zi)和引(yin)力子(zi)(zi)組成的粒(li)(li)子(zi)(zi)，這些能量極(ji)低甚至(zhi)為零的粒(li)(li)子(zi)(zi)能捕(bu)獲并存儲落入黑洞(dong)的粒(li)(li)子(zi)(zi)的信(xin)息。
一個由美國(guo)、英國(guo)、意大利和(he)(he)奧地利科學家(jia)組成的(de)(de)國(guo)際研究(jiu)團隊，根據先前的(de)(de)研究(jiu)和(he)(he)通過超級計(ji)算機的(de)(de)模擬，發(fa)(fa)現黑洞、引(yin)力波和(he)(he)暗物質均具有(you)分形幾何特征。有(you)專(zhuan)家(jia)認為(wei)，這一重大發(fa)(fa)現將導致對天文(wen)學甚至物理(li)學諸多(duo)不同領域(yu)的(de)(de)深刻認識。
黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)是宇宙空間內存(cun)在的(de)一(yi)種密度無限大(da)、體(ti)積(ji)無限小的(de)天體(ti)，所(suo)有(you)的(de)物理定(ding)理遇到黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)都會(hui)失效；它是由質量(liang)足夠大(da)的(de)恒星(xing)在核(he)聚變反(fan)應的(de)燃料耗(hao)盡而“死亡”后，發(fa)生引力坍(tan)縮產生的(de)。當黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)“打嗝”時，就意味著有(you)某個天體(ti)被黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)“吞噬”，黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)依靠吞噬落入其中物質“成(cheng)長”；當黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)“進(jin)食”大(da)量(liang)物質時，就會(hui)有(you)高速(su)等離(li)子(zi)噴流從黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)邊緣逃(tao)逸而出。科學(xue)(xue)家利用流體(ti)動力學(xue)(xue)和引力相關理論(lun)并通過超級計算機進(jin)行模擬后得出結論(lun)——“進(jin)食”正(zheng)在成(cheng)長過程中的(de)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)，將會(hui)使其形(xing)成(cheng)分形(xing)表面。
“黑洞”一詞(ci)命(ming)名(ming)者、美(mei)國著名(ming)物理(li)學(xue)家約(yue)翰·惠勒(le)教授(shou)曾經說過：今后誰不(bu)熟悉分(fen)(fen)形(xing)幾(ji)(ji)何(he)，誰就不(bu)能被稱為(wei)科學(xue)上的(de)(de)(de)(de)文化(hua)人(ren)。中國著名(ming)學(xue)者周海中教授(shou)曾經指出：分(fen)(fen)形(xing)幾(ji)(ji)何(he)不(bu)僅展(zhan)示了數學(xue)之(zhi)美(mei)，也揭示了世界的(de)(de)(de)(de)本質，從而改變了人(ren)們理(li)解自然奧秘(mi)的(de)(de)(de)(de)方式(shi)；可以說分(fen)(fen)形(xing)幾(ji)(ji)何(he)是(shi)真正描述大(da)自然的(de)(de)(de)(de)幾(ji)(ji)何(he)學(xue)，對(dui)它(ta)的(de)(de)(de)(de)研究也極大(da)地拓展(zhan)了人(ren)類的(de)(de)(de)(de)認知疆(jiang)域。可見，分(fen)(fen)形(xing)幾(ji)(ji)何(he)有(you)著極其重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)科學(xue)地位(wei)。
黑(hei)洞是宇(yu)宙中最神秘(mi)的(de)自然(ran)現(xian)象。它為(wei)什么具有分形幾何特征(zheng)，其原因現(xian)在還是一(yi)個謎。
幾(ji)十年來(lai)宇宙(zhou)學家一(yi)直對(dui)黑(hei)洞(dong)會(hui)摧毀制造它的(de)資(zi)料的(de)問題(ti)所(suo)困擾(rao)。黑(hei)洞(dong)是由它的(de)質量、能量、旋(xuan)轉所(suo)定位。
假如是這樣那就無(wu)法(fa)知道最先是什么讓它產生(sheng)的(de)。另一方面量子力學說資料(liao)永遠會被保存，而(er)且你可(ke)以用那些資料(liao)重建它的(de)過(guo)去(qu)。
史蒂芬(fen)·霍金(jin)讓這問題(ti)加大，當他說黑洞會漏輻射。黑洞會漏輻射到(dao)摧毀自己，然后唯一(yi)可(ke)(ke)以(yi)知道它是由什么產生的只有(you)在(zai)那些輻射的資料里面可(ke)(ke)以(yi)找到(dao)。
在2004年霍(huo)(huo)(huo)金說他錯了，而是否黑洞會儲存資料的(de)(de)辯論就從此(ci)沒(mei)有(you)停止過(guo)。布法(fa)羅大學的(de)(de)博(bo)士生AnshulSaini說黑洞釋放出的(de)(de)輻射(she)（也稱作霍(huo)(huo)(huo)金輻射(she)）并不像(xiang)霍(huo)(huo)(huo)金想的(de)(de)那么隨意。
Siani說(shuo)要(yao)了解(jie)跑進洞里(li)的資料，你不只(zhi)需(xu)要(yao)看霍金輻射釋放出的粒(li)子，你還需(xu)要(yao)看它們如(ru)何互(hu)應。這(zhe)包括(kuo)引力與粒(li)子傳送(song)光給對方的方式。他說(shuo)“這(zhe)些關聯(lian)一開(kai)始很(hen)小(xiao)，但(dan)會隨著時間成(cheng)長。”
Saini的監(jian)督(du)者DejanStojkovic博士(shi)說“這些關聯在計算中時常被(bei)忽略因為它們(men)很(hen)小被(bei)認為不會有(you)很(hen)大(da)的影(ying)響。我們(men)的計算顯示這些關聯一開始很(hen)小，但隨著時間它會成長大(da)到可以影(ying)響結果(guo)。”
許(xu)多物理(li)學家們都做(zuo)出了結論說黑洞(dong)里的(de)資(zi)料(liao)一定會留下，所以可以讓我們回顧那(nei)些資(zi)料(liao)，但他們理(li)論的(de)基礎是用(yong)資(zi)料(liao)保(bao)存(cun)的(de)廣義(yi)論。
霍金自己(ji)跟其他(ta)人想要展示一個(ge)觀察(cha)者如何可以(yi)得到(dao)那些資料的方法并沒有很大的說(shuo)服力。
實際(ji)上(shang)要了(le)解制造一個黑洞的(de)(de)(de)成分幾(ji)乎是(shi)不(bu)可能的(de)(de)(de)任務。任何觀察者(zhe)都(dou)會(hui)需要收集照射(she)到(dao)不(bu)同方向的(de)(de)(de)粒(li)子。
還需要收集讓這(zhe)互動成(cheng)型的介(jie)質像是(shi)光(guang)子和引力子。不過(guo)對于(yu)宇宙(zhou)學(xue)家這(zhe)可(ke)能性是(shi)小事，真正重要的是(shi)守恒律有(you)被(bei)保存。
黑洞的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)部分地證實了(le)它的(de)(de)(de)預(yu)言(yan)。在(zai)(zai)宇宙中(zhong)存在(zai)(zai)幾百萬個黑洞，它的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)總是需要起到一(yi)些作用的(de)(de)(de)。如(ru)果要想徹底揭開黑洞之謎，還需時間，這也意味著給予有關(guan)人類終極命運(yun)的(de)(de)(de)思索一(yi)個明確的(de)(de)(de)答案(an)。?
德國馬克(ke)斯普(pu)朗(lang)克(ke)核(he)(he)物理研究所和赫爾(er)姆霍茨柏林中心(xin)的(de)研究人(ren)(ren)員使用柏林同步加速器(qi)（BESSY Ⅱ）在(zai)實(shi)驗室(shi)成功產生(sheng)(sheng)了黑洞周邊的(de)等離(li)子(zi)體。通過該(gai)研究，之(zhi)前只能在(zai)太空由(you)人(ren)(ren)造衛星執(zhi)行的(de)天(tian)(tian)文(wen)物理實(shi)驗，也可以在(zai)地面進行，諸多(duo)天(tian)(tian)文(wen)物理學難題有望得(de)到解決(jue)。黑洞的(de)重力很大，會吸(xi)附一切物質。進入黑洞后，任何東西都(dou)不可能從黑洞的(de)邊界(jie)之(zhi)內逃逸出來。隨著(zhu)被吸(xi)入的(de)物體的(de)溫度不斷(duan)升高(gao)，會產生(sheng)(sheng)核(he)(he)與(yu)電子(zi)分離(li)的(de)高(gao)溫等離(li)子(zi)體。
黑洞吸(xi)附物(wu)質會產生X射線(xian)(xian)(xian)，X射線(xian)(xian)(xian)反過來又會刺(ci)激其中(zhong)的(de)(de)(de)大量化(hua)學元素發射出具有獨特線(xian)(xian)(xian)條（顏(yan)色）的(de)(de)(de)X射線(xian)(xian)(xian)。分(fen)析這些線(xian)(xian)(xian)條可以幫助(zhu)科學家(jia)了解更(geng)多有關黑洞附近等離子體的(de)(de)(de)密度、速度和組成(cheng)成(cheng)分(fen)等信息(xi)。
在這(zhe)個過程(cheng)中，鐵起了非常(chang)關鍵(jian)的(de)作用。盡管鐵在宇(yu)宙(zhou)中的(de)儲量(liang)并不如(ru)更(geng)輕的(de)氫和(he)氦豐富，但(dan)是，它能夠更(geng)好地吸收和(he)重(zhong)新發射出(chu)X射線，發射出(chu)的(de)光(guang)子(zi)(zi)因此也比其他更(geng)輕的(de)原子(zi)(zi)發射出(chu)的(de)光(guang)子(zi)(zi)具(ju)有更(geng)高的(de)能量(liang)、更(geng)短的(de)波長(chang)（使得(de)其具(ju)有不同(tong)的(de)顏(yan)色）。
鐵發射出的X射線在穿過(guo)(guo)黑洞(dong)周圍(wei)的介質(zhi)時也會(hui)被(bei)吸收。在這(zhe)個所謂的光離化過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)，鐵原(yuan)子(zi)通(tong)常會(hui)經(jing)歷幾次電離，其包含的26個電子(zi)中(zhong)(zhong)有超過(guo)(guo)一半(ban)會(hui)被(bei)去除(chu)，最(zui)終產(chan)生帶電離子(zi)，帶電離子(zi)聚集成(cheng)為等離子(zi)體，研究人員可(ke)以在實驗(yan)室中(zhong)(zhong)重現了(le)這(zhe)個過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。
實驗(yan)的(de)(de)(de)核(he)心是馬克斯普朗(lang)克核(he)物理(li)研究所設計的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)束(shu)離子(zi)(zi)阱。在這個離子(zi)(zi)阱中，鐵(tie)原子(zi)(zi)經由(you)一(yi)(yi)束(shu)強烈(lie)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)束(shu)加熱，從而被離子(zi)(zi)化14次(ci)。實驗(yan)過程(cheng)如下(xia)：一(yi)(yi)團鐵(tie)離子(zi)(zi)（僅僅幾(ji)厘米長(chang)并且(qie)像(xiang)頭(tou)發絲一(yi)(yi)樣薄(bo)(bo)）在磁場和電(dian)場的(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)被懸(xuan)停在一(yi)(yi)個超高真空內，同步(bu)加速器發射出的(de)(de)(de)X射線的(de)(de)(de)光子(zi)(zi)能量被一(yi)(yi)臺精確性超高的(de)(de)(de)“單色儀”挑選(xuan)出來，作(zuo)為一(yi)(yi)束(shu)很薄(bo)(bo)但卻集中的(de)(de)(de)光束(shu)施加到鐵(tie)離子(zi)(zi)上。
實驗(yan)室測量到的(de)光譜線與錢德拉X射(she)線天文臺(tai)和牛(niu)頓X射(she)線多鏡(jing)望遠(yuan)鏡(jing)所(suo)觀(guan)測的(de)結果相匹配(pei)。也就是說，研(yan)究人員在地面實驗(yan)室人為制造出了太(tai)空中的(de)黑洞等離子體。
這(zhe)種(zhong)新奇的(de)方法(fa)將帶電(dian)離(li)子的(de)離(li)子阱和同步(bu)加速器(qi)輻射(she)源(yuan)結合(he)在一起，讓人們(men)可以更(geng)好地了解黑洞周圍的(de)等離(li)子體或(huo)者活(huo)(huo)躍的(de)星(xing)系(xi)核。研究人員(yuan)希望，將EBIT分光檢查鏡和更(geng)清晰的(de)第(di)三(san)代(dai)（2009年開始在德國漢堡運行(xing)的(de)同步(bu)輻射(she)源(yuan)PETRAⅢ）、第(di)四代(dai)（X射(she)線自(zi)由電(dian)子激(ji)光XFEL）X射(she)線源(yuan)結合(he)，將能(neng)夠給(gei)該研究領域(yu)帶來更(geng)多新鮮活(huo)(huo)力。
美國制成“人(ren)造黑洞”
2005年3月，美國布(bu)朗大學物理教授‘霍拉蒂(di)·納斯塔西(xi)’在地(di)球(qiu)上制(zhi)造(zao)出了第一個“人造(zao)黑洞“。美國紐(niu)(niu)約(yue)布(bu)魯(lu)(lu)(lu)克海文實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)1998年建造(zao)了20世紀(ji)全(quan)球(qiu)最大的(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)加(jia)速器，將金離子(zi)(zi)以(yi)接近光速對(dui)撞(zhuang)而(er)制(zhi)造(zao)出高密度物質。雖然(ran)這個黑洞體積很小，卻具(ju)備真(zhen)正黑洞的(de)(de)許多(duo)特(te)(te)點。紐(niu)(niu)約(yue)布(bu)魯(lu)(lu)(lu)克海文國家實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)里的(de)(de)相(xiang)對(dui)重離子(zi)(zi)碰(peng)撞(zhuang)機(ji)，可以(yi)以(yi)接近光速的(de)(de)速度把大型(xing)原子(zi)(zi)的(de)(de)核子(zi)(zi)（如(ru)金原子(zi)(zi)核子(zi)(zi)）相(xiang)互碰(peng)撞(zhuang)，產生相(xiang)當(dang)于太陽(yang)表面溫度3億倍的(de)(de)熱能。納斯塔西(xi)在紐(niu)(niu)約(yue)布(bu)魯(lu)(lu)(lu)克海文國家實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)里利用原子(zi)(zi)撞(zhuang)擊(ji)原理制(zhi)造(zao)出來(lai)的(de)(de)灼熱火球(qiu)，具(ju)備天體黑洞的(de)(de)顯著特(te)(te)性。比如(ru)：火球(qiu)可以(yi)將周圍(wei)10倍于自身質量的(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)吸收，這比所(suo)有量子(zi)(zi)物理學所(suo)推測的(de)(de)火球(qiu)可吸收的(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)數目還要多(duo)。
人造黑洞(dong)的設想最初由加拿(na)大“不(bu)列顛哥倫比(bi)亞大學”的威廉·昂魯教授在(zai)20世紀80年代提(ti)出，他認為聲(sheng)波在(zai)流體中的表現與光在(zai)黑洞(dong)中的表現非常(chang)相似，如果使流體的速度(du)超過聲(sheng)速，那(nei)么事(shi)實上就已(yi)經在(zai)該流體中建(jian)立了(le)一個人造黑洞(dong)。然(ran)而，利(li)昂哈特博士打算制造的人造黑洞(dong)由于缺乏(fa)足夠的引力，除了(le)光線(xian)外，它們無法像真正的黑洞(dong)那(nei)樣“吞下周圍的所有(you)東西(xi)”。然(ran)而，納斯塔(ta)西(xi)教授制造的人造黑洞(dong)已(yi)經可以(yi)吸收某些其(qi)他物質。因(yin)此，這被認為是黑洞(dong)研究領域的重大突(tu)破(po)。
2008年9月10日，隨著第一束質子(zi)束流(liu)貫穿(chuan)整個對(dui)撞機(ji)，歐洲大(da)型強子(zi)對(dui)撞機(ji)正式(shi)啟動。
歐洲(zhou)大型強子(zi)對撞(zhuang)機是(shi)2013年前世界(jie)上最大、能量最高(gao)(gao)的(de)(de)粒子(zi)加(jia)(jia)速器，是(shi)一種將(jiang)質子(zi)加(jia)(jia)速對撞(zhuang)的(de)(de)高(gao)(gao)能物(wu)(wu)理設(she)(she)備(bei)，它位于瑞士日內瓦(wa)近郊(jiao)歐洲(zhou)核子(zi)研究組織CERN的(de)(de)粒子(zi)加(jia)(jia)速器與(yu)對撞(zhuang)機，作為(wei)國際高(gao)(gao)能物(wu)(wu)理學研究之用。系(xi)統(tong)第一負責人是(shi)英國著名(ming)物(wu)(wu)理學家‘林恩·埃文斯(si)’，大型強子(zi)對撞(zhuang)機最早就是(shi)由他設(she)(she)想出(chu)來并主導制(zhi)造的(de)(de)，被外界(jie)稱為(wei)“埃文斯(si)原子(zi)能”。
當(dang)比我(wo)們(men)的(de)(de)(de)太陽更大(da)的(de)(de)(de)特定恒星在(zai)生(sheng)命最后(hou)階段發(fa)生(sheng)爆炸時，自然界就(jiu)會形(xing)成黑洞。它(ta)們(men)將大(da)量物質(zhi)濃縮在(zai)非常小(xiao)的(de)(de)(de)空間內。假設在(zai)大(da)型(xing)(xing)強(qiang)(qiang)子(zi)(zi)(zi)對(dui)撞(zhuang)機(ji)內的(de)(de)(de)質(zhi)子(zi)(zi)(zi)相(xiang)撞(zhuang)產(chan)(chan)生(sheng)粒(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)過程中，形(xing)成了微(wei)小(xiao)黑洞，每(mei)個質(zhi)子(zi)(zi)(zi)擁有(you)的(de)(de)(de)能量可跟一只飛行(xing)中的(de)(de)(de)蚊子(zi)(zi)(zi)相(xiang)當(dang)。天文(wen)學上的(de)(de)(de)黑洞比大(da)型(xing)(xing)強(qiang)(qiang)子(zi)(zi)(zi)對(dui)撞(zhuang)機(ji)能產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)任(ren)何(he)東西的(de)(de)(de)質(zhi)量更重。據愛因斯坦的(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)論描述的(de)(de)(de)重力性(xing)質(zhi)，大(da)型(xing)(xing)強(qiang)(qiang)子(zi)(zi)(zi)對(dui)撞(zhuang)機(ji)內不(bu)可能產(chan)(chan)生(sheng)微(wei)小(xiao)黑洞。然而一些(xie)純理(li)論預言大(da)型(xing)(xing)強(qiang)(qiang)子(zi)(zi)(zi)對(dui)撞(zhuang)機(ji)能產(chan)(chan)生(sheng)這種(zhong)粒(li)子(zi)(zi)(zi)產(chan)(chan)品(pin)。所(suo)有(you)這些(xie)理(li)論都預測大(da)型(xing)(xing)強(qiang)(qiang)子(zi)(zi)(zi)對(dui)撞(zhuang)機(ji)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)此(ci)(ci)類粒(li)子(zi)(zi)(zi)會立刻分(fen)解。因此(ci)(ci)它(ta)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)黑洞將沒時間濃縮物質(zhi)，產(chan)(chan)生(sheng)肉眼可見的(de)(de)(de)結果。
中科院國家天文臺研究員劉繼峰領導的國際團隊在世界上首次成(cheng)功測(ce)量到X射線(xian)極(ji)亮天(tian)體(ti)的(de)黑(hei)洞(dong)質(zhi)量，在(zai)該領域(yu)獲得重(zhong)大(da)突(tu)破(po)，將增(zeng)進人(ren)(ren)們(men)(men)(men)對黑(hei)洞(dong)及其周圍極(ji)端物理(li)過(guo)程的(de)認識(shi)。該研究成(cheng)果2013年11月28日發表在(zai)國際權威雜志(zhi)《自然》上。20世紀90年代以來，天(tian)文(wen)學家陸續在(zai)遙(yao)遠星系中發現了一(yi)(yi)批X射線(xian)光(guang)度極(ji)高的(de)天(tian)體(ti)，它們(men)(men)(men)可能是人(ren)(ren)們(men)(men)(men)一(yi)(yi)直尋(xun)找(zhao)的(de)中等質(zhi)量黑(hei)洞(dong)，也可能是具有特殊輻射機制的(de)幾個或幾十(shi)個太陽質(zhi)量的(de)恒星級(ji)黑(hei)洞(dong)。國際天(tian)文(wen)和天(tian)體(ti)物理(li)界對此一(yi)(yi)直難以定(ding)論。由于這類天(tian)體(ti)距離(li)我們(men)(men)(men)十(shi)分遙(yao)遠，通常為幾千萬光(guang)年，同時(shi)X射線(xian)照射黑(hei)洞(dong)吸積盤而產生的(de)光(guang)污染也非常強(qiang)，因(yin)此測(ce)量極(ji)其困難。
劉(liu)繼(ji)峰(feng)團隊選(xuan)取有特色的天體(ti)目標(biao)，成功申請(qing)到位于美(mei)國夏(xia)威夷的8米大(da)型雙(shuang)子望(wang)遠鏡(jing)以及(ji)10米凱克(ke)望(wang)遠鏡(jing)各20小時的觀測(ce)時間，在3個(ge)月(yue)的時間跨度(du)上對漩渦(wo)星系中X射線極亮源M101ULX－1進行了研究，并確認其(qi)中心(xin)天體(ti)為一(yi)個(ge)質量與恒星可比擬(ni)的黑洞(dong)。這個(ge)黑洞(dong)加伴(ban)星形成的黑洞(dong)雙(shuang)星系統(tong)位于2200萬(wan)光年之外，是人類迄今發現(xian)的距離地球(qiu)最(zui)遙遠的黑洞(dong)雙(shuang)星。?
2001年(nian)1月，英國圣安(an)德魯(lu)大學著名理論物理科學家(jia)烏(wu)爾夫·利昂哈特(te)宣布他和其他英國科研人(ren)員將(jiang)在實驗(yan)室中制造(zao)出一個黑(hei)洞(dong)，當時沒有(you)人(ren)對此感(gan)到驚訝。然而俄《真理報》日前披(pi)露俄羅斯科學家(jia)的預言：黑(hei)洞(dong)不僅可(ke)以在實驗(yan)室中制造(zao)出來(lai)，而且50年(nian)后(hou)，具有(you)巨大能量的“黑(hei)洞(dong)炸彈”將(jiang)使如 今人(ren)類談(tan)虎色變的“原子彈”也(ye)相形見絀(chu)。
人造黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)的(de)(de)設想由(you)威廉·昂魯教授提出(chu)，他(ta)認為聲(sheng)波在(zai)流(liu)體(ti)中(zhong)的(de)(de)表(biao)現與光(guang)在(zai)黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)中(zhong)的(de)(de)表(biao)現非常相似(si)，如果(guo)使流(liu)體(ti)的(de)(de)速度(du)超過音速，那(nei)么事(shi)實上就已經(jing)在(zai)該流(liu)體(ti)中(zhong)建立了一個人造黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)現象。但利昂哈特博士打算制造的(de)(de)人造黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)由(you)于缺乏足夠(gou)的(de)(de)引(yin)力，除了光(guang)線外，無法像真正的(de)(de)黑(hei)洞(dong)(dong)(dong)那(nei)樣“吞(tun)下周圍的(de)(de)所有東西”。
俄羅(luo)斯科學(xue)家(jia)亞力克山大·特羅(luo)菲蒙(meng)科認(ren)為，能吞噬(shi)萬物(wu)的真(zhen)正(zheng)宇宙黑(hei)洞也完全可以通過(guo)實驗室“制造出來”：一個原子核(he)大小(xiao)的黑(hei)洞，它的能量將超(chao)過(guo)一家(jia)核(he)工(gong)廠。如果人(ren)(ren)類有一天真(zhen)的制造出黑(hei)洞炸彈(dan)，那么一顆(ke)黑(hei)洞炸彈(dan)爆炸后產(chan)生的能量，將相當于數顆(ke)原子彈(dan)同時爆炸，它至少可以造成10億人(ren)(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”，發現一個星云正在靠(kao)近位于(yu)銀(yin)河系中(zhong)央(yang)的黑洞(dong)并將(jiang)被其吞噬。
這(zhe)是(shi)天文(wen)學家首(shou)次觀測(ce)到(dao)黑(hei)洞(dong)“捕捉”星(xing)云的(de)(de)過程。觀測(ce)顯(xian)示(shi)，這(zhe)個星(xing)云的(de)(de)質量(liang)約(yue)是(shi)地球的(de)(de)3倍(bei)，它的(de)(de)位置來逐漸靠近(jin)“人馬座A星(xing)”黑(hei)洞(dong)。這(zhe)個黑(hei)洞(dong)的(de)(de)質量(liang)約(yue)是(shi)太陽的(de)(de)400萬倍(bei)，是(shi)距離我們最近(jin)的(de)(de)大型黑(hei)洞(dong)。研(yan)究(jiu)人員(yuan)分析認為(wei)，到(dao)2013年，這(zhe)個星(xing)云將離黑(hei)洞(dong)非常近(jin)，有可(ke)能被(bei)黑(hei)洞(dong)逐漸吞(tun)噬(shi)。?
另(ling)外(wai)，黑洞(dong)(dong)并不(bu)(bu)(bu)是實實在(zai)在(zai)的(de)(de)星球，而是一個幾(ji)乎空空如也(ye)的(de)(de)天(tian)區。黑洞(dong)(dong)又是宇宙(zhou)中(zhong)物(wu)質密度最高的(de)(de)地方，地球如果變成黑洞(dong)(dong)，只(zhi)有(you)一顆黃豆那么(me)大。原(yuan)來，黑洞(dong)(dong)中(zhong)的(de)(de)物(wu)質不(bu)(bu)(bu)是平(ping)均分布在(zai)這(zhe)個天(tian)區的(de)(de)，而是集中(zhong)在(zai)天(tian)區的(de)(de)中(zhong)心。這(zhe)個中(zhong)心具(ju)有(you)極強(qiang)的(de)(de)引力(li)，任何物(wu)體只(zhi)能(neng)在(zai)這(zhe)個中(zhong)心外(wai)圍游弋。一旦(dan)不(bu)(bu)(bu)慎越過邊界，就會被強(qiang)大的(de)(de)引力(li)拽向中(zhong)心，最終化(hua)為粉末(mo)，落到黑洞(dong)(dong)中(zhong)心。因此，黑洞(dong)(dong)是一個名(ming)副其(qi)實的(de)(de)太空魔王(wang)。
黑洞內部只(zhi)有三個(ge)物理量有意義：質量、電荷、角動量。
1973年霍金、卡特爾（B. Carter）等人嚴格證明了“黑(hei)洞(dong)無毛定理(li)”：“無論什么樣的(de)黑(hei)洞(dong)，其(qi)最終(zhong)性(xing)質僅由幾(ji)個(ge)物理(li)量(liang)（質量(liang)、角(jiao)動量(liang)、電荷）惟一確定”。即當(dang)黑(hei)洞(dong)形成(cheng)(cheng)之(zhi)后，只剩下(xia)這三個(ge)不能變(bian)為電磁輻(fu)射的(de)守恒量(liang)，其(qi)他一切信息（“毛發”）都喪(sang)失了，黑(hei)洞(dong)幾(ji)乎沒有(you)形成(cheng)(cheng)它的(de)物質所具(ju)有(you)的(de)任何復雜性(xing)質，對前身物質的(de)形狀或成(cheng)(cheng)分都沒有(you)記憶。 于(yu)是“黑(hei)洞(dong)”的(de)術語發明家惠勒戲稱這特性(xing)為“黑(hei)洞(dong)無毛”。
對于物(wu)(wu)理(li)學家來說，一(yi)個黑(hei)(hei)洞(dong)或一(yi)塊方(fang)糖都(dou)是極為復(fu)雜的(de)(de)物(wu)(wu)體，因為對它們(men)(men)的(de)(de)完整描述，即包括它們(men)(men)的(de)(de)原子和(he)原子核(he)結(jie)構在內(nei)的(de)(de)描述，需要有億萬個參量。與此相(xiang)比，一(yi)個研究黑(hei)(hei)洞(dong)外(wai)部的(de)(de)物(wu)(wu)理(li)學家就沒有這樣(yang)的(de)(de)問題(ti)。黑(hei)(hei)洞(dong)是一(yi)種極其簡單的(de)(de)物(wu)(wu)體，如果知道了它的(de)(de)質量、角(jiao)(jiao)動量和(he)電(dian)荷(he)，也(ye)就知道了有關它的(de)(de)一(yi)切。黑(hei)(hei)洞(dong)幾乎(hu)不保持(chi)形成(cheng)(cheng)它的(de)(de)物(wu)(wu)質所(suo)具有的(de)(de)任(ren)何(he)復(fu)雜性質。它對前身物(wu)(wu)質的(de)(de)形狀或成(cheng)(cheng)分都(dou)沒有記憶(yi)，它保持(chi)的(de)(de)只是質量、角(jiao)(jiao)動量、電(dian)荷(he)。消繁歸簡或許是黑(hei)(hei)洞(dong)最基本的(de)(de)特征(zheng)。有關黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)大(da)多數(shu)術語的(de)(de)發明家約克·惠(hui)勒(le)，在60年前把這種特征(zheng)稱(cheng)為“黑(hei)(hei)洞(dong)無(wu)毛”。
超大(da)(da)(da)質(zhi)量(liang)黑(hei)洞(dong)的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)有幾(ji)個(ge)方(fang)(fang)法(fa)。最(zui)明顯的(de)(de)是(shi)(shi)(shi)以(yi)緩慢的(de)(de)吸積(ji)（由(you)恒星的(de)(de)大(da)(da)(da)小(xiao)開(kai)始）來形(xing)成(cheng)(cheng)。另一個(ge)方(fang)(fang)法(fa)涉及氣云萎縮成(cheng)(cheng)數十萬太陽(yang)質(zhi)量(liang)以(yi)上的(de)(de)相對論(lun)星體(ti)(ti)(ti)。該(gai)星體(ti)(ti)(ti)會(hui)(hui)(hui)因其核(he)心產生正(zheng)負電子對所造成(cheng)(cheng)的(de)(de)徑向(xiang)擾動而(er)開(kai)始出現(xian)不穩定狀(zhuang)態(tai)，并(bing)會(hui)(hui)(hui)直(zhi)接在(zai)沒有形(xing)成(cheng)(cheng)超新星的(de)(de)情況下萎縮成(cheng)(cheng)黑(hei)洞(dong)。第(di)三個(ge)方(fang)(fang)法(fa)涉及了(le)正(zheng)在(zai)核(he)坍縮的(de)(de)高密度(du)(du)(du)星團，它那負熱容會(hui)(hui)(hui)促使核(he)心的(de)(de)分散速度(du)(du)(du)成(cheng)(cheng)為(wei)相對論(lun)速度(du)(du)(du)。最(zui)后是(shi)(shi)(shi)在(zai)大(da)(da)(da)爆炸(zha)的(de)(de)瞬間從(cong)外壓制造太初黑(hei)洞(dong)。超大(da)(da)(da)質(zhi)量(liang)黑(hei)洞(dong)平均密度(du)(du)(du)可以(yi)很低，甚至比(bi)空氣密度(du)(du)(du)還要低。這是(shi)(shi)(shi)因為(wei)史瓦(wa)西半徑與其質(zhi)量(liang)成(cheng)(cheng)正(zheng)比(bi)，而(er)密度(du)(du)(du)則與體(ti)(ti)(ti)積(ji)成(cheng)(cheng)反(fan)比(bi)。由(you)于(yu)球體(ti)(ti)(ti)（如非(fei)旋轉(zhuan)黑(hei)洞(dong)的(de)(de)事件(jian)視界）體(ti)(ti)(ti)積(ji)是(shi)(shi)(shi)與半徑立(li)方(fang)(fang)成(cheng)(cheng)正(zheng)比(bi)，而(er)質(zhi)量(liang)差不多以(yi)直(zhi)線增長(chang)，體(ti)(ti)(ti)積(ji)增長(chang)率則會(hui)(hui)(hui)更(geng)大(da)(da)(da)。故此，密度(du)(du)(du)會(hui)(hui)(hui)隨(sui)黑(hei)洞(dong)半徑增長(chang)而(er)減(jian)少(shao)。在(zai)黑(hei)洞(dong)的(de)(de)中(zhong)(zhong)心，是(shi)(shi)(shi)物理學中(zhong)(zhong)最(zui)為(wei)神(shen)秘的(de)(de)物質(zhi)之一——奇(qi)點，也就是(shi)(shi)(shi)時(shi)間、空間和一切已知的(de)(de)物理學法(fa)則土崩(beng)瓦(wa)解的(de)(de)所在(zai)點。?
在熱(re)力學(xue)的(de)(de)角度，時(shi)(shi)空也(ye)被認為是全(quan)息圖(tu)，根據全(quan)息原理(li)，其內的(de)(de)表(biao)面(mian)積有關，也(ye)可進(jin)一步解釋(shi)為熱(re)力學(xue)的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)方(fang)向。由于過去和將(jiang)來的(de)(de)全(quan)息屏(ping)區域在不同(tong)(tong)的(de)(de)方(fang)向增加，因此時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)方(fang)向可以對(dui)應著兩(liang)種不同(tong)(tong)類(lei)型的(de)(de)全(quan)息屏(ping)。
2016年，科學家杰希.陳安預(yu)言，黑(hei)洞可能是一個時間靜(jing)止的狀態。
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