黑洞(dong)(dong)就是(shi)中心的(de)一(yi)個密度無限(xian)大、時空曲率(lv)無限(xian)高、體(ti)積無限(xian)小(xiao)，熱(re)量無限(xian)大的(de)奇點(dian)和周圍一(yi)部分空空如也的(de)天(tian)區，這(zhe)個天(tian)區范圍之(zhi)內不可見。依(yi)據(ju)阿爾伯特-愛因斯坦的(de)相對論，當一(yi)顆垂死恒(heng)星崩潰(kui)，它(ta)將聚集(ji)成一(yi)點(dian)，這(zhe)里將成為黑洞(dong)(dong)，吞噬(shi)鄰近宇宙區域的(de)所有光線和任何物(wu)質。
黑洞的(de)(de)(de)(de)(de)產生過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)類似于中子星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)產生過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)：某一(yi)(yi)個(ge)恒星(xing)在準備(bei)滅亡(wang)，核(he)(he)心(xin)(xin)在自身(shen)(shen)重力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)作用下(xia)(xia)迅(xun)速地收(shou)(shou)縮(suo)(suo)，塌陷(xian)，發生強力(li)(li)爆炸(zha)。當核(he)(he)心(xin)(xin)中所有的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)(zhi)都(dou)變(bian)成中子時(shi)收(shou)(shou)縮(suo)(suo)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)立即停止，被(bei)壓縮(suo)(suo)成一(yi)(yi)個(ge)密實的(de)(de)(de)(de)(de)星(xing)體，同時(shi)也壓縮(suo)(suo)了內(nei)部的(de)(de)(de)(de)(de)空間(jian)和時(shi)間(jian)。但在黑洞情況下(xia)(xia)，由于恒星(xing)核(he)(he)心(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量大到(dao)使收(shou)(shou)縮(suo)(suo)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)無休止地進行下(xia)(xia)去，連中子間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)排斥力(li)(li)也無法阻擋。中子本身(shen)(shen)在擠壓引(yin)力(li)(li)自身(shen)(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)吸引(yin)下(xia)(xia)被(bei)碾為粉(fen)末，剩下(xia)(xia)來的(de)(de)(de)(de)(de)是一(yi)(yi)個(ge)密度(du)高(gao)到(dao)難以想象的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)(zhi)。由于高(gao)質(zhi)(zhi)量而產生的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)力(li)(li)，使得(de)任何靠近它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)體都(dou)會被(bei)它(ta)吸進去。?
也可以簡單理解為：通(tong)常恒(heng)(heng)星(xing)最初只含氫(qing)元(yuan)(yuan)素(su)(su)，恒(heng)(heng)星(xing)內(nei)部(bu)的(de)(de)氫(qing)原子(zi)核(he)時刻相互(hu)碰撞(zhuang)，發生聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)。由于恒(heng)(heng)星(xing)質量(liang)(liang)很大(da)，聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)產生的(de)(de)能量(liang)(liang)與(yu)恒(heng)(heng)星(xing)萬(wan)有(you)(you)引力(li)(li)抗衡(heng)，以維持恒(heng)(heng)星(xing)結(jie)構的(de)(de)穩定(ding)。由于氫(qing)原子(zi)核(he)的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)產生新(xin)的(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)——氦(hai)元(yuan)(yuan)素(su)(su)，接著，氦(hai)原子(zi)也參與(yu)聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)，改(gai)變(bian)(bian)(bian)結(jie)構，生成(cheng)(cheng)鋰元(yuan)(yuan)素(su)(su)。如此類推，按照元(yuan)(yuan)素(su)(su)周期表(biao)的(de)(de)順序，會(hui)(hui)依次有(you)(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)等生成(cheng)(cheng)，直至(zhi)鐵(tie)元(yuan)(yuan)素(su)(su)生成(cheng)(cheng)，該恒(heng)(heng)星(xing)便會(hui)(hui)坍塌。這(zhe)是(shi)由于鐵(tie)元(yuan)(yuan)素(su)(su)相當穩定(ding)，參與(yu)聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)時釋放(fang)的(de)(de)能量(liang)(liang)小(xiao)于所需能量(liang)(liang)，因而聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)停止，而鐵(tie)元(yuan)(yuan)素(su)(su)存在于恒(heng)(heng)星(xing)內(nei)部(bu)，導致(zhi)恒(heng)(heng)星(xing)內(nei)部(bu)不具有(you)(you)足夠的(de)(de)能量(liang)(liang)與(yu)質量(liang)(liang)巨大(da)的(de)(de)恒(heng)(heng)星(xing)的(de)(de)萬(wan)有(you)(you)引力(li)(li)抗衡(heng)，從而引發恒(heng)(heng)星(xing)坍塌，最終形(xing)成(cheng)(cheng)黑(hei)洞(dong)。說它(ta)“黑(hei)”，是(shi)因為它(ta)產生的(de)(de)引力(li)(li)使(shi)得它(ta)周圍的(de)(de)光(guang)都(dou)無法逃逸。跟中子(zi)星(xing)一樣，黑(hei)洞(dong)也是(shi)由質量(liang)(liang)大(da)于太陽(yang)質量(liang)(liang)好幾十甚至(zhi)幾百(bai)倍以上(shang)的(de)(de)恒(heng)(heng)星(xing)演化而來(lai)的(de)(de)。
當一顆(ke)恒星衰老(lao)時，它(ta)的(de)(de)熱核反應(ying)已經耗盡(jin)了中(zhong)心(xin)的(de)(de)燃料，由中(zhong)心(xin)產生的(de)(de)能量已經不(bu)多了。這樣(yang)，它(ta)再也沒(mei)有(you)足夠的(de)(de)力(li)量來承擔(dan)起(qi)外殼巨大(da)的(de)(de)重量。所以在外殼的(de)(de)重壓之下，核心(xin)開(kai)始坍(tan)縮，物質將不(bu)可阻擋地(di)向著中(zhong)心(xin)點進軍，直(zhi)到最后形成體積接近無(wu)限小(xiao)、密(mi)度幾(ji)乎無(wu)限大(da)的(de)(de)星體。而當它(ta)的(de)(de)半徑一旦收縮到一定程度（一定小(xiao)于史瓦西半徑），質量導致(zhi)的(de)(de)時空扭(niu)曲就(jiu)使(shi)得即使(shi)光(guang)也無(wu)法向外射出——“黑洞”就(jiu)誕生了。
黑洞通(tong)(tong)常(chang)是(shi)因為它(ta)們聚(ju)攏周(zhou)圍的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti)產(chan)生輻射(she)(she)而(er)(er)(er)被(bei)發(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)，這一(yi)過(guo)程被(bei)稱(cheng)為吸(xi)積。高溫氣(qi)體(ti)(ti)輻射(she)(she)熱能的(de)(de)(de)(de)效率會嚴重(zhong)影響吸(xi)積流(liu)的(de)(de)(de)(de)幾何與動(dong)力(li)學特(te)性。已觀測到(dao)(dao)了(le)(le)輻射(she)(she)效率較高的(de)(de)(de)(de)薄(bo)盤(pan)(pan)以及輻射(she)(she)效率較低的(de)(de)(de)(de)厚盤(pan)(pan)。當吸(xi)積氣(qi)體(ti)(ti)接近中(zhong)央黑洞時，它(ta)們產(chan)生的(de)(de)(de)(de)輻射(she)(she)對黑洞的(de)(de)(de)(de)自轉(zhuan)以是(shi)中(zhong)央延展物質系(xi)統的(de)(de)(de)(de)流(liu)動(dong)。吸(xi)積是(shi)天體(ti)(ti)物理中(zhong)最普遍的(de)(de)(de)(de)過(guo)程之一(yi)，而(er)(er)(er)且(qie)也(ye)正是(shi)因為吸(xi)積才形(xing)(xing)成了(le)(le)我們周(zhou)圍許多常(chang)見的(de)(de)(de)(de)結構(gou)。在(zai)宇(yu)宙早期，當氣(qi)體(ti)(ti)朝由暗物質造成的(de)(de)(de)(de)引力(li)勢阱中(zhong)心流(liu)動(dong)時形(xing)(xing)成了(le)(le)星系(xi)。即使(shi)到(dao)(dao)了(le)(le)今天，恒星依然是(shi)由氣(qi)體(ti)(ti)云在(zai)其自身引力(li)作用下坍縮碎(sui)裂，進而(er)(er)(er)通(tong)(tong)過(guo)吸(xi)積周(zhou)圍氣(qi)體(ti)(ti)而(er)(er)(er)形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)。行星（包括地球）也(ye)是(shi)在(zai)新形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)恒星周(zhou)圍通(tong)(tong)過(guo)氣(qi)體(ti)(ti)和巖石的(de)(de)(de)(de)聚(ju)集而(er)(er)(er)形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)。當中(zhong)央天體(ti)(ti)是(shi)一(yi)個(ge)黑洞時，吸(xi)積就會展現(xian)出(chu)它(ta)最為壯觀的(de)(de)(de)(de)一(yi)面。黑洞除了(le)(le)吸(xi)積物質之外，還通(tong)(tong)過(guo)霍金蒸發(fa)過(guo)程向外輻射(she)(she)粒子。
由(you)于(yu)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)度極大，根據(ju)公式我們可以知道密(mi)度=質(zhi)(zhi)量(liang)/體積，為了讓黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)密(mi)度無限大，而黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)不變，那(nei)就說(shuo)(shuo)明黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)體積要無限小(xiao)，這樣才能(neng)成(cheng)為黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)。黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)是由(you)一些恒星“滅亡”后所(suo)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)死星，它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)極大，體積極小(xiao)。但(dan)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)也有滅亡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)那(nei)天，按照霍金的(de)(de)(de)(de)(de)(de)理(li)論，在量(liang)子(zi)物理(li)中(zhong)，有一種名(ming)為“隧道效應(ying)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象，即一個粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)場強分布(bu)雖然盡可能(neng)讓能(neng)量(liang)低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地方(fang)(fang)較強，但(dan)即使(shi)在能(neng)量(liang)相當(dang)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地方(fang)(fang)，場強仍會有分布(bu)，對(dui)于(yu)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)邊(bian)界來說(shuo)(shuo)，這就是一堵能(neng)量(liang)相當(dang)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)勢壘，但(dan)是粒子(zi)仍有可能(neng)出去(qu)。
霍(huo)金還證明，每(mei)個黑(hei)洞(dong)都有一定的溫度，而且溫度的高低與黑(hei)洞(dong)的質(zhi)量(liang)成反比例。也就是說(shuo)，大黑(hei)洞(dong)溫度低，蒸發(fa)(fa)(fa)也微弱；小黑(hei)洞(dong)的溫度高蒸發(fa)(fa)(fa)也強烈，類似(si)劇烈的爆發(fa)(fa)(fa)。相當于一個太陽(yang)質(zhi)量(liang)的黑(hei)洞(dong)，大約要1x10^66年(nian)才能蒸發(fa)(fa)(fa)殆(dai)盡；相當于一顆小行(xing)星質(zhi)量(liang)的黑(hei)洞(dong)會在1x10-21秒(miao)內蒸發(fa)(fa)(fa)得干干凈(jing)(jing)凈(jing)(jing)。
黑洞會(hui)(hui)發(fa)(fa)出耀眼(yan)的光(guang)芒(mang)，體積會(hui)(hui)縮小，甚至會(hui)(hui)爆(bao)炸，會(hui)(hui)噴射物體，發(fa)(fa)出耀眼(yan)的光(guang)芒(mang)。當(dang)英國物理學(xue)家斯(si)蒂芬·威廉(lian)·霍金于(yu)1974年做此預言時，整個科(ke)學(xue)界為之(zhi)震動。
霍金的(de)理論是受靈(ling)感支配的(de)思維的(de)飛(fei)躍，他結(jie)合了廣義(yi)相對論和(he)量子理論，他發現黑洞(dong)(dong)周(zhou)圍的(de)引力場釋放出(chu)能量，同時消耗黑洞(dong)(dong)的(de)能量和(he)質量。
假(jia)設一(yi)(yi)(yi)(yi)對粒(li)(li)子(zi)(zi)會在任何(he)時刻、任何(he)地點被(bei)創生，被(bei)創生的(de)(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)就是正粒(li)(li)子(zi)(zi)與反(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)，而(er)如果這一(yi)(yi)(yi)(yi)創生過程發生在黑(hei)(hei)(hei)洞附(fu)近的(de)(de)(de)話(hua)就會有兩(liang)種(zhong)情(qing)況發生：兩(liang)粒(li)(li)子(zi)(zi)湮滅、一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)粒(li)(li)子(zi)(zi)被(bei)吸(xi)入黑(hei)(hei)(hei)洞。“一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)粒(li)(li)子(zi)(zi)被(bei)吸(xi)入黑(hei)(hei)(hei)洞”這一(yi)(yi)(yi)(yi)情(qing)況：在黑(hei)(hei)(hei)洞附(fu)近創生的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)對粒(li)(li)子(zi)(zi)其中一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)反(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)會被(bei)吸(xi)入黑(hei)(hei)(hei)洞，而(er)正粒(li)(li)子(zi)(zi)會逃逸，由于(yu)能(neng)量(liang)(liang)(liang)不(bu)能(neng)憑空創生，我們設反(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)攜(xie)帶負能(neng)量(liang)(liang)(liang)，正粒(li)(li)子(zi)(zi)攜(xie)帶正能(neng)量(liang)(liang)(liang)，而(er)反(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)所有運動(dong)過程可(ke)以視(shi)(shi)為(wei)是一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)正粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)為(wei)之相反(fan)的(de)(de)(de)運動(dong)過程，如一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)反(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)被(bei)吸(xi)入黑(hei)(hei)(hei)洞可(ke)視(shi)(shi)為(wei)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)正粒(li)(li)子(zi)(zi)從黑(hei)(hei)(hei)洞逃逸。這一(yi)(yi)(yi)(yi)情(qing)況就是一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)攜(xie)帶著從黑(hei)(hei)(hei)洞里來的(de)(de)(de)正能(neng)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)逃逸了(le)，即黑(hei)(hei)(hei)洞的(de)(de)(de)總能(neng)量(liang)(liang)(liang)少(shao)了(le)，而(er)愛因斯坦(tan)的(de)(de)(de)質(zhi)能(neng)方程E=mc2表明(ming)，能(neng)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)損(sun)失(shi)會導(dao)致質(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)損(sun)失(shi)。
當黑洞(dong)的(de)(de)質量越來(lai)(lai)越小(xiao)時，它的(de)(de)溫度會越來(lai)(lai)越高(gao)。這樣，當黑洞(dong)損失質量時，它的(de)(de)溫度和發(fa)射(she)率增加，因(yin)而(er)它的(de)(de)質量損失得更快(kuai)。這種“霍金輻射(she)”對大(da)多數(shu)黑洞(dong)來(lai)(lai)說可以(yi)忽略不計，因(yin)為(wei)大(da)黑洞(dong)輻射(she)的(de)(de)比較(jiao)慢，而(er)小(xiao)黑洞(dong)則以(yi)極高(gao)的(de)(de)速度輻射(she)能量，直到黑洞(dong)的(de)(de)爆(bao)炸。
據英國(guo)媒體報道，一項新(xin)的(de)(de)理(li)論指出黑(hei)洞的(de)(de)死亡方式可能(neng)是以轉變為(wei)白(bai)洞的(de)(de)方式進行的(de)(de)。理(li)論上來說，白(bai)洞在(zai)行為(wei)上恰好(hao)是黑(hei)洞的(de)(de)反面(mian)——黑(hei)洞不斷吞噬物(wu)質，而白(bai)洞則不斷向(xiang)外噴(pen)射物(wu)質。 這一發現最(zui)早(zao)是由英國(guo)某雜志網站報道的(de)(de)，其理(li)論依據是晦(hui)澀的(de)(de)量(liang)子引力理(li)論。
恒(heng)(heng)(heng)星(xing)的(de)(de)(de)(de)時(shi)空扭曲改變了光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)路(lu)徑，使之(zhi)和原(yuan)先沒有恒(heng)(heng)(heng)星(xing)情況下的(de)(de)(de)(de)路(lu)徑不(bu)一樣。光(guang)(guang)在(zai)恒(heng)(heng)(heng)星(xing)表面(mian)附近稍微(wei)向(xiang)內(nei)偏(pian)(pian)折(zhe)，在(zai)日食時(shi)觀(guan)察遠處(chu)恒(heng)(heng)(heng)星(xing)發出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)，可以看到(dao)這(zhe)種(zhong)偏(pian)(pian)折(zhe)現象(xiang)。當該恒(heng)(heng)(heng)星(xing)向(xiang)內(nei)坍塌時(shi)，其質量導致的(de)(de)(de)(de)時(shi)空扭曲變得(de)(de)很(hen)強(qiang)，光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)向(xiang)內(nei)偏(pian)(pian)折(zhe)得(de)(de)也(ye)更強(qiang)，從(cong)而(er)使得(de)(de)光(guang)(guang)子從(cong)恒(heng)(heng)(heng)星(xing)逃(tao)(tao)逸(yi)變得(de)(de)更為困難。對(dui)于在(zai)遠處(chu)的(de)(de)(de)(de)觀(guan)察者(zhe)而(er)言，光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)變得(de)(de)更黯淡更紅。最后，當這(zhe)恒(heng)(heng)(heng)星(xing)收縮到(dao)某一臨界半(ban)徑（史瓦西(xi)半(ban)徑）時(shi)，其質量導致時(shi)空扭曲變得(de)(de)如此(ci)之(zhi)強(qiang)，使得(de)(de)光(guang)(guang)向(xiang)內(nei)偏(pian)(pian)折(zhe)得(de)(de)也(ye)如此(ci)之(zhi)強(qiang)，以至于光(guang)(guang)也(ye)逃(tao)(tao)逸(yi)不(bu)出(chu)(chu)去(qu) 。這(zhe)樣，如果光(guang)(guang)都(dou)逃(tao)(tao)逸(yi)不(bu)出(chu)(chu)來(lai)，其他東西(xi)更不(bu)可能(neng)逃(tao)(tao)逸(yi)，都(dou)會(hui)被拉回去(qu)。也(ye)就是說，存在(zai)一個事件的(de)(de)(de)(de)集合(he)或(huo)時(shi)空區(qu)域(yu)，光(guang)(guang)或(huo)任何東西(xi)都(dou)不(bu)可能(neng)從(cong)該區(qu)域(yu)逃(tao)(tao)逸(yi)而(er)到(dao)達遠處(chu)的(de)(de)(de)(de)觀(guan)察者(zhe)，這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)區(qu)域(yu)稱作黑(hei)洞。將其邊界稱作事件視界，它和剛(gang)好不(bu)能(neng)從(cong)黑(hei)洞逃(tao)(tao)逸(yi)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)軌跡相重合(he)。
與(yu)別(bie)的天體相比，黑洞十分特殊。人們無法直接觀(guan)察到它，科(ke)學(xue)家也只能對(dui)它內(nei)部結構提出各種猜想。而使得黑洞把自己隱藏起來的的原(yuan)因即是彎曲(qu)的時(shi)空。根據(ju)廣義相對(dui)論，時(shi)空會(hui)在(zai)引(yin)力(li)場作(zuo)用下彎曲(qu)。這時(shi)候(hou)，光(guang)雖然仍然沿任意(yi)兩點(dian)間的最(zui)短光(guang)程傳播，但相對(dui)而言(yan)它已彎曲(qu)。在(zai)經過大密度的天體時(shi)，時(shi)空會(hui)彎曲(qu)，光(guang)也就偏離了(le)原(yuan)來的方向。
在(zai)(zai)地(di)球上，由于引力場作(zuo)用(yong)很小，時(shi)空(kong)的(de)(de)扭曲(qu)是微(wei)乎其微(wei)的(de)(de)。而在(zai)(zai)黑洞(dong)(dong)(dong)周(zhou)圍，時(shi)空(kong)的(de)(de)這種變形非常(chang)大(da)。這樣，即(ji)使(shi)是被黑洞(dong)(dong)(dong)擋著的(de)(de)恒(heng)星發(fa)出的(de)(de)光(guang)，雖然有一部分會落(luo)入黑洞(dong)(dong)(dong)中消失，可另一部分光(guang)線會通過彎(wan)曲(qu)的(de)(de)空(kong)間中繞(rao)過黑洞(dong)(dong)(dong)而到達地(di)球。觀(guan)察(cha)到黑洞(dong)(dong)(dong)背面(mian)的(de)(de)星空(kong)，就像黑洞(dong)(dong)(dong)不(bu)存(cun)在(zai)(zai)一樣，這就是黑洞(dong)(dong)(dong)的(de)(de)隱身術(shu)。
更有(you)趣的(de)是(shi)，有(you)些恒星不(bu)僅(jin)(jin)是(shi)朝(chao)著地球(qiu)發出的(de)光能(neng)(neng)直(zhi)接到(dao)達地球(qiu)，它朝(chao)其它方(fang)向發射(she)的(de)光也可能(neng)(neng)被附近的(de)黑(hei)洞的(de)強引力折射(she)而能(neng)(neng)到(dao)達地球(qiu)。這(zhe)樣我們不(bu)僅(jin)(jin)能(neng)(neng)看見這(zhe)顆(ke)恒星的(de)“臉”，還同時(shi)看到(dao)它的(de)“側面”、甚至“后背(bei)”，這(zhe)是(shi)宇宙中的(de)“引力透鏡”效應(ying)。
這張紅(hong)外波段圖像(xiang)拍攝(she)的(de)(de)(de)是我們(men)所居住銀河系(xi)的(de)(de)(de)中心部(bu)位，所有(you)銀河系(xi)的(de)(de)(de)恒星都圍繞銀心部(bu)位可能存在的(de)(de)(de)一(yi)個超大質量黑洞公轉(zhuan)。 據(ju)美國(guo)太空(kong)網報道(dao)，一(yi)項新的(de)(de)(de)研究顯示，宇宙(zhou)中最大質量的(de)(de)(de)黑洞開始快速成長的(de)(de)(de)時期可能比科學家原先(xian)的(de)(de)(de)估計(ji)更早，并且仍在加(jia)速成長。
一個來自以色列(lie)特拉維夫大(da)學(xue)的(de)(de)天文學(xue)家小組發現，宇宙(zhou)中最大(da)質量黑洞的(de)(de)首次快速成長期出(chu)現在宇宙(zhou)年(nian)齡約為12億(yi)年(nian)時，而非之前認為的(de)(de)20~40億(yi)年(nian)。天文學(xue)家們估計宇宙(zhou)的(de)(de)年(nian)齡約為138.2億(yi)年(nian)。
同時，這項研究還(huan)發現宇宙中最(zui)古老、質量(liang)最(zui)大的(de)黑洞同樣具有非常快速的(de)成長。有關這一發現的(de)詳細情(qing)況發表在《天體物(wu)理學報》雜志上。
如(ru)果黑洞(dong)(dong)足(zu)夠(gou)大，宇(yu)航員會(hui)(hui)開始覺察到(dao)拉(la)著(zhu)他(ta)(ta)腳的重力比(bi)拉(la)著(zhu)他(ta)(ta)頭的重力更強(qiang)大，這(zhe)種吸(xi)引力拖著(zhu)他(ta)(ta)無情(qing)地(di)向下落(luo)，重力差會(hui)(hui)迅速加大而將他(ta)(ta)撕裂（拉(la)伸線(xian)），最終他(ta)(ta)的遺體會(hui)(hui)被(bei)分解而落(luo)入黑洞(dong)(dong)那無限致密核心。
普金斯基(ji)和他的兩個(ge)學(xue)生艾(ai)哈邁德·艾(ai)姆哈里、詹姆斯·薩利，加上該校的另(ling)(ling)一(yi)位弦理論學(xue)家(jia)唐納德·馬洛夫一(yi)起，對這一(yi)事(shi)件進行了重(zhong)新(xin)計算(suan)(suan)。根(gen)據他們(men)的計算(suan)(suan)，卻呈現出(chu)完全不同的另(ling)(ling)一(yi)番場(chang)景：量子(zi)效應會(hui)把事(shi)件視界變成沸(fei)騰的粒子(zi)大漩渦，任何東(dong)西掉進去都會(hui)撞(zhuang)到一(yi)面火焰墻(qiang)上而被(bei)瞬間烤(kao)焦。
美國宇(yu)航局有(you)關一(yi)(yi)個超大(da)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)黑(hei)洞及其周圍物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)盤，炙熱(re)的物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)團(tuan)（一(yi)(yi)個呈粉紅色，一(yi)(yi)個呈黃(huang)色）每一(yi)(yi)個的體積都與太(tai)陽相(xiang)當，環繞距離黑(hei)洞較近的軌道運行(xing)。科(ke)學家認為所有(you)大(da)型星系中心都存在超大(da)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)黑(hei)洞。黑(hei)洞一(yi)(yi)直在吞噬被稱之為“活(huo)躍星系核”的物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。由于(yu)(yu)被明亮并且溫度(du)極(ji)高的下落物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)盤環繞，黑(hei)洞的質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)很難確定。根據刊登(deng)在《自然(ran)》雜志上(shang)的一(yi)(yi)篇研究論文，基于(yu)(yu)對繞黑(hei)洞運行(xing)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)旋轉(zhuan)速度(du)的計算結果，37個已知星系中心黑(hei)洞的質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)實際上(shang)低于(yu)(yu)此前的預計。
一位(wei)美國理論物理學家(jia)經過數學計算(suan)得出結論——黑洞(dong)根本(ben)就不存在。相關論文分別發表(biao)在著名的預印本(ben)網(wang)站ArXiv和《物理快報B》雜志上。
“得出(chu)這(zhe)(zhe)個結論(lun)后，即便我(wo)本人(ren)都感(gan)到十分震撼。”提(ti)出(chu)這(zhe)(zhe)一理(li)(li)論(lun)的(de)美(mei)國北卡羅來納大學(xue)(xue)教堂山分校理(li)(li)論(lun)物理(li)(li)學(xue)(xue)教授勞拉·梅爾(er)西尼(ni)—霍頓這(zhe)(zhe)樣描述自己(ji)的(de)感(gan)受。她說：“科學(xue)(xue)家們研究這(zhe)(zhe)個問(wen)題已經超(chao)過了50年，而這(zhe)(zhe)個解決方(fang)案給了我(wo)們許多新(xin)的(de)思考。”
1974年，霍金(jin)通(tong)過量(liang)(liang)子力學(xue)的方法得出(chu)結論：黑洞不(bu)僅(jin)能(neng)夠吸(xi)收黑洞外的物質，同樣也能(neng)以熱輻(fu)射(she)的方式向外“吐(tu)出(chu)”物質。而這(zhe)種量(liang)(liang)子力學(xue)現象，就被稱為霍金(jin)輻(fu)射(she)。
物(wu)理學家組織(zhi)網(wang)2014年9月(yue)25日(ri)（北京時間(jian)）報道稱(cheng)，新研究中梅(mei)爾西(xi)尼—霍(huo)頓描述了一種全新的(de)(de)(de)方(fang)案。她(ta)和(he)霍(huo)金(jin)都同(tong)意，當恒星因自身(shen)的(de)(de)(de)引力發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)坍塌(ta)時會(hui)產生(sheng)(sheng)(sheng)霍(huo)金(jin)輻射。但梅(mei)爾西(xi)尼—霍(huo)頓認為(wei)，發(fa)出(chu)這(zhe)種輻射后(hou)，恒星的(de)(de)(de)質(zhi)量也會(hui)不斷地(di)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)損失。正因為(wei)如此，當這(zhe)些恒星坍縮時就(jiu)不可能達到形成(cheng)黑洞所必須(xu)的(de)(de)(de)質(zhi)量密度。她(ta)認為(wei)，垂死的(de)(de)(de)恒星在(zai)(zai)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)最(zui)后(hou)一次(ci)膨脹后(hou)，就(jiu)會(hui)爆炸，然后(hou)消亡，奇點永遠不會(hui)形成(cheng)，黑洞視界也不會(hui)出(chu)現。根本就(jiu)不會(hui)存在(zai)(zai)像黑洞這(zhe)樣的(de)(de)(de)東西(xi)。
其實早在(zai)今年(nian)年(nian)初(chu)，霍金(jin)就曾通過(guo)論(lun)文指出在(zai)經典理論(lun)中(zhong)黑洞是不(bu)存在(zai)的(de)，他(ta)承認(ren)自己最初(chu)有關視界的(de)認(ren)識(shi)是有缺陷的(de)，并(bing)提(ti)出了(le)新(xin)的(de)“灰(hui)洞”理論(lun)。該理論(lun)認(ren)為，物(wu)質和能量在(zai)被黑洞困(kun)住一段時(shi)間以(yi)后，又會被重新(xin)釋放到宇宙(zhou)中(zhong)。
黑洞(dong)這(zhe)一定義在經過漫(man)長的時間推測(ce)后，已經慢慢被(bei)人們(men)所(suo)接受(shou)。然而霍(huo)金今年年初(chu)發文否認黑洞(dong)的存在，取(qu)而代之提出了(le)“灰洞(dong)”理論，這(zhe)在物理學界掀起了(le)不小(xiao)的波瀾。如今，梅爾西(xi)尼—霍(huo)頓直截了(le)當(dang)地稱“根本就不會(hui)存在像黑洞(dong)這(zhe)樣的東(dong)西(xi)”，這(zhe)無(wu)疑成為又一枚重磅炸彈(dan)——盡管梅爾西(xi)尼—霍(huo)頓遠不及霍(huo)金出名。當(dang)然，想(xiang)以一己(ji)之力(li)推翻既有的理論并不那么容易，需要更多(duo)有說服力(li)的證(zheng)據加以佐證(zheng)。?
根(gen)據黑(hei)洞(dong)本身(shen)的物(wu)理(li)特性(xing)質量，角動量，電(dian)荷劃分(fen)，可以將黑(hei)洞(dong)分(fen)為五類。
不旋轉不帶電荷的黑洞：它的時空結構于1916年由史瓦西求出，稱(cheng)史瓦西黑洞。
不旋轉帶電黑洞：稱R-N黑洞。時空結構于1916至1918年由賴斯納（Reissner）和納自敦（Nordstrom）求出(chu)。
旋轉(zhuan)不帶電黑洞：稱克(ke)爾(er)黑洞。時(shi)空結構由克(ke)爾(er)于1963年求出。
一般黑洞：稱(cheng)克爾-紐曼黑洞。時空結構于1965年由紐曼求出。
雙星黑洞：與其他黑洞彼此(ci)之間相互繞轉的黑洞。
轉動且帶電荷的黑洞(dong)，叫(jiao)做克(ke)爾--紐(niu)曼(man)黑洞(dong)。這種結(jie)構的黑洞(dong)視(shi)(shi)界和無(wu)限(xian)(xian)紅(hong)(hong)移(yi)(yi)面(mian)會分(fen)開，而(er)且視(shi)(shi)界會分(fen)為兩個（外視(shi)(shi)界r+和內(nei)視(shi)(shi)界r-），無(wu)限(xian)(xian)紅(hong)(hong)移(yi)(yi)面(mian)也(ye)會分(fen)裂(lie)為兩個（rs+和rs-） 。外視(shi)(shi)界和無(wu)限(xian)(xian)紅(hong)(hong)移(yi)(yi)面(mian)之間的區域叫(jiao)做能(neng)(neng)層(ceng)，有(you)能(neng)(neng)量儲存在(zai)那里(li)。越過外無(wu)限(xian)(xian)紅(hong)(hong)移(yi)(yi)面(mian)的物體仍有(you)可(ke)能(neng)(neng)逃離黑洞(dong)，這是(shi)因為能(neng)(neng)層(ceng)還(huan)不是(shi)單向(xiang)膜區。
（其中，M、J、Q分別(bie)代(dai)表黑洞(dong)的總質量、總角動量和總電荷(he)。a=J/Mc為單位(wei)質量角動量）
單向(xiang)膜(mo)(mo)區內(nei)(nei)，r為(wei)時(shi)間，s是空(kong)間。穿過(guo)外視(shi)界進(jin)入(ru)單向(xiang)膜(mo)(mo)區得物體，將(jiang)只能向(xiang)前，穿過(guo)內(nei)(nei)視(shi)界進(jin)入(ru)黑洞(dong)內(nei)(nei)部。內(nei)(nei)視(shi)界以里(li)的(de)(de)區域(yu)不(bu)是單向(xiang)膜(mo)(mo)區，那里(li)有一個(ge)(ge)“奇(qi)環”，也就是時(shi)間終止的(de)(de)地(di)方。物體可以在內(nei)(nei)視(shi)界內(nei)(nei)自由運(yun)動(dong)(dong)，由于奇(qi)環產(chan)生斥力，物體不(bu)會撞上奇(qi)環，不(bu)過(guo)，奇(qi)環附近(jin)有一個(ge)(ge)極為(wei)有趣的(de)(de)時(shi)空(kong)區，在那里(li)存在“閉合類時(shi)線”，沿這(zhe)種(zhong)時(shi)空(kong)曲線運(yun)動(dong)(dong)的(de)(de)物體可以不(bu)斷地(di)回到自己的(de)(de)過(guo)去。
巨型黑洞
宇宙中大部分星系，包括我們居住的銀(yin)河系的中心都隱藏著一(yi)個(ge)超大(da)(da)質(zhi)量(liang)黑(hei)洞(dong)(dong)。這(zhe)些黑(hei)洞(dong)(dong)質(zhi)量(liang)大(da)(da)小不一(yi)，大(da)(da)約99萬(wan)～400億個(ge)太陽質(zhi)量(liang)。天文(wen)學家們通過探測黑(hei)洞(dong)(dong)周(zhou)圍(wei)(wei)吸(xi)積盤發(fa)出(chu)的強(qiang)烈輻(fu)射(she)和熱量(liang)推斷這(zhe)些黑(hei)洞(dong)(dong)的存在(zai)(zai)。物質(zhi)在(zai)(zai)受到強(qiang)烈黑(hei)洞(dong)(dong)引力下落時，會在(zai)(zai)其(qi)周(zhou)圍(wei)(wei)形(xing)成吸(xi)積盤盤旋(xuan)下降，在(zai)(zai)這(zhe)一(yi)過程中勢(shi)能迅速釋放(fang)，將物質(zhi)加熱到極高(gao)的溫度(du)，從(cong)而發(fa)出(chu)強(qiang)烈輻(fu)射(she)。黑(hei)洞(dong)(dong)通過吸(xi)積方(fang)式吞噬周(zhou)圍(wei)(wei)物質(zhi)，這(zhe)可(ke)能就是它的成長方(fang)式。
這項最新(xin)(xin)的(de)(de)研究采用了全世界(jie)最先進的(de)(de)地基觀測設施，包(bao)括位于(yu)美國夏威夷莫納克亞山頂，海拔4000多米處的(de)(de)北雙子(zi)座望遠鏡，位于(yu)智利帕(pa)拉(la)那山的(de)(de)南雙子(zi)座望遠鏡，以及位于(yu)美國新(xin)(xin)墨(mo)西哥州圣阿古斯丁平原(yuan)上(shang)的(de)(de)甚大陣射電(dian)望遠鏡。
觀測結果顯示(shi)，出(chu)現(xian)在(zai)宇宙年齡僅(jin)為(wei)12億年時的(de)(de)活躍黑洞，其質(zhi)量(liang)要(yao)比(bi)稍后出(chu)現(xian)的(de)(de)大(da)部分大(da)質(zhi)量(liang)黑洞質(zhi)量(liang)小9/10。但是它們(men)的(de)(de)成(cheng)長(chang)速度(du)非常快，因而它們(men)的(de)(de)質(zhi)量(liang)要(yao)比(bi)后者大(da)得多(duo)。通過對這種成(cheng)長(chang)速度(du)的(de)(de)測算(suan)，研究人(ren)員(yuan)可(ke)以估(gu)算(suan)出(chu)這些黑洞天體之前和(he)之后的(de)(de)發(fa)展路(lu)徑(jing)。
該研究小組發現，那些(xie)最古老的(de)(de)黑洞，即那些(xie)在宇宙年齡僅為數億(yi)年時(shi)便開始進(jin)入全面(mian)成長期的(de)(de)黑洞，它們的(de)(de)質量僅為太陽(yang)的(de)(de)99到2000倍。研究人員認為這些(xie)黑洞的(de)(de)形成和演化可能和宇宙中最早(zao)的(de)(de)恒星有關(guan)。
天文學家們還注意到，在最初的(de)12億(yi)年后(hou)，這些被觀測的(de)黑洞天體的(de)成長期僅僅持(chi)續了2億(yi)到4億(yi)年。
這項研究(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)一個已持續9年的研究(jiu)(jiu)(jiu)計劃的成果(guo)。特(te)拉維夫大學(xue)主(zhu)持的這項研究(jiu)(jiu)(jiu)旨在追蹤研究(jiu)(jiu)(jiu)宇宙中最大質量黑洞的演化，并觀察它們(men)對宿主(zhu)星系(xi)產生的影(ying)響。
發現“超大”黑洞
2015年3月1日，北京大學(xue)吳(wu)學(xue)兵教授等人在(zai)一個發(fa)光(guang)類(lei)星體里發(fa)現了一片(pian)質量為太陽120億倍的黑洞(dong)，并(bing)且該星體早(zao)在(zai)宇(yu)宙形成的早(zao)期就已經存在(zai)。科學(xue)家稱，如此巨(ju)大的黑洞(dong)的形成無法(fa)用現有黑洞(dong)理論解釋。
該發(fa)現對(dui)2014年(nian)之前的宇宙形(xing)成(cheng)理論帶(dai)出了挑戰。至2015年(nian)的宇宙理論認為(wei)，黑洞及其宿主星系的發(fa)展形(xing)態基本上是亙古不(bu)變的。
德國麥克斯普蘭喀天文機構的研究員布拉姆·維尼曼斯（BramVenemans）說道(dao)，最新發(fa)現的黑(hei)洞體量相當(dang)于太陽(yang)(yang)的400億(yi)倍(bei)(bei)，科(ke)學家編(bian)號為S5 0014+81，比先(xian)前發(fa)現的同時期黑(hei)洞的總和(he)還大出一倍(bei)(bei)。而在銀河系的中央潛伏的黑(hei)洞比太陽(yang)(yang)大20倍(bei)(bei)-500萬倍(bei)(bei)。
1970年(nian)，美(mei)國的(de)“自(zi)由”號人造衛星(xing)發(fa)現了與(yu)其他射線(xian)源不同(tong)的(de)天鵝(e)座X-1，位于天鵝(e)座X-1上的(de)是一(yi)(yi)個(ge)比太陽重(zhong)(zhong)30多倍的(de)巨大藍(lan)色星(xing)球，該星(xing)球被一(yi)(yi)個(ge)重(zhong)(zhong)約10個(ge)太陽的(de)看不見的(de)物體牽引著。天文(wen)學家(jia)一(yi)(yi)致(zhi)認為這(zhe)個(ge)物體就是黑洞，它就是人類發(fa)現的(de)第一(yi)(yi)個(ge)黑洞。
1928年，薩拉瑪(ma)尼安(an)·錢德拉塞卡(ka)(ka)（天體物理(li)學(xue)(xue)家）到英國劍(jian)橋跟英國天文學(xue)(xue)家阿瑟·愛丁頓(dun)爵(jue)士（一(yi)位宣講相(xiang)(xiang)對論(lun)(lun)的(de)(de)(de)物理(li)家）學(xue)(xue)習(xi)。錢德拉塞卡(ka)(ka)意(yi)(yi)識到，泡利不(bu)相(xiang)(xiang)容(rong)原(yuan)理(li)所能(neng)提供的(de)(de)(de)排(pai)斥(chi)力(li)有一(yi)個極限(xian)。恒星中的(de)(de)(de)粒(li)子的(de)(de)(de)最大(da)速度差被相(xiang)(xiang)對論(lun)(lun)限(xian)制為光(guang)速。這意(yi)(yi)味著(zhu)，恒星變得足夠(gou)緊致之時(shi)(shi)，由不(bu)相(xiang)(xiang)容(rong)原(yuan)理(li)引起的(de)(de)(de)排(pai)斥(chi)力(li)就(jiu)會比(bi)引力(li)的(de)(de)(de)作用小。錢德拉塞卡(ka)(ka)計算(suan)出；一(yi)個大(da)約(yue)為太陽質(zhi)(zhi)量一(yi)倍半的(de)(de)(de)冷的(de)(de)(de)恒星不(bu)能(neng)支持自(zi)身以抵(di)抗(kang)自(zi)己的(de)(de)(de)引力(li)。（這質(zhi)(zhi)量稱為錢德拉塞卡(ka)(ka)極限(xian)）前蘇聯科(ke)學(xue)(xue)家列夫(fu)·達維多維奇(qi)·蘭道幾(ji)乎在(zai)同(tong)時(shi)(shi)也發現(xian)了類似(si)的(de)(de)(de)結論(lun)(lun)。
如果(guo)一(yi)(yi)(yi)顆恒星(xing)的(de)質量(liang)比錢德拉塞卡極限小，它最后會停止收縮并終于(yu)變成一(yi)(yi)(yi)顆半(ban)徑為幾(ji)千英里和密度為每立方英寸幾(ji)百噸的(de)“白矮星(xing)”。白矮星(xing)是它物質中電子之間的(de)不相(xiang)容原理排斥力所支持的(de)。第(di)一(yi)(yi)(yi)顆被觀察(cha)到的(de)是繞著夜(ye)空中最亮的(de)恒星(xing)——天狼(lang)星(xing)轉動(dong)的(de)那(nei)一(yi)(yi)(yi)顆。
蘭道(dao)指出，對于(yu)恒星(xing)還存在另一(yi)(yi)(yi)可能(neng)的終態。其極限質量大(da)約也為太陽質量的一(yi)(yi)(yi)倍或二倍，但(dan)是其體積甚(shen)至比(bi)白矮星(xing)還小得多。這些恒星(xing)是由中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)和質子(zi)(zi)之間(jian)，而(er)不是電子(zi)(zi)之間(jian)的不相容原理排(pai)斥力所(suo)支持。所(suo)以(yi)它(ta)(ta)們被(bei)(bei)叫做(zuo)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)星(xing)。它(ta)(ta)們的半徑只有(you)(you)10英里左(zuo)右，密(mi)度為每立方英寸幾億噸。在中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)星(xing)被(bei)(bei)第一(yi)(yi)(yi)次(ci)預言時，并沒有(you)(you)任何方法(fa)去觀察(cha)它(ta)(ta)，很久(jiu)以(yi)后它(ta)(ta)們才被(bei)(bei)觀察(cha)到。
另一(yi)方面，質(zhi)量(liang)比錢德(de)拉(la)塞(sai)卡極限(xian)還大(da)(da)的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)(xing)在耗盡其(qi)燃(ran)料時，會出(chu)現一(yi)個(ge)很大(da)(da)的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)：在某種情形下(xia)，它們(men)會爆炸或拋出(chu)足夠的(de)(de)(de)物質(zhi)，使自己的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)減少到極限(xian)之下(xia)，以避免災難性的(de)(de)(de)引力(li)坍縮，不(bu)管(guan)恒(heng)星(xing)(xing)有多(duo)大(da)(da)，這總(zong)會發(fa)生。愛丁(ding)頓(dun)(dun)拒(ju)絕相信錢德(de)拉(la)塞(sai)卡的(de)(de)(de)結(jie)果。愛丁(ding)頓(dun)(dun)認為(wei)，一(yi)顆恒(heng)星(xing)(xing)不(bu)可能坍縮成一(yi)點。這是大(da)(da)多(duo)數科學家的(de)(de)(de)觀(guan)點：愛因斯(si)坦自己寫了一(yi)篇論文(wen)，宣(xuan)布恒(heng)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)體(ti)積不(bu)會收縮為(wei)零(ling)。其(qi)他(ta)科學家，尤其(qi)是他(ta)以前的(de)(de)(de)老師(shi)、恒(heng)星(xing)(xing)結(jie)構的(de)(de)(de)主要(yao)權威——愛丁(ding)頓(dun)(dun)的(de)(de)(de)敵意使錢德(de)拉(la)塞(sai)卡拋棄了這方面的(de)(de)(de)工作，轉去研究(jiu)諸如(ru)恒(heng)星(xing)(xing)團(tuan)運動等(deng)其(qi)他(ta)天文(wen)學問(wen)題(ti)。然而，他(ta)獲(huo)得1983年諾貝爾獎(jiang)，至少部分原因在于他(ta)早年所做的(de)(de)(de)關于冷恒(heng)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)極限(xian)的(de)(de)(de)工作。
錢德(de)拉塞(sai)卡指出，泡利(li)不相容原(yuan)理(li)不能夠阻止(zhi)質量大(da)(da)于(yu)錢德(de)拉塞(sai)卡極(ji)限的(de)恒星發生坍縮(suo)。但是，根據廣義相對論(lun)，這樣的(de)恒星會(hui)發生什么情況(kuang)呢(ni)。這個問題被一位年(nian)輕(qing)的(de)美國人(ren)羅伯特(te)·奧本海默于(yu)1939年(nian)首次解決。然而，他所(suo)獲得的(de)結(jie)果(guo)表(biao)明，用當時的(de)望(wang)遠鏡(jing)去(qu)(qu)觀察不會(hui)再有任何(he)結(jie)果(guo)。以(yi)后，因(yin)第二次世界大(da)(da)戰的(de)干(gan)擾，奧本海默卷入到原(yuan)子彈計(ji)劃(hua)中去(qu)(qu)。戰后，由于(yu)大(da)(da)部分(fen)科學(xue)家(jia)被吸引(yin)到原(yuan)子和原(yuan)子核尺度的(de)物理(li)中去(qu)(qu)，因(yin)而引(yin)力坍縮(suo)的(de)問題被大(da)(da)部分(fen)人(ren)忘記了。
1967年(nian)，劍(jian)橋的(de)(de)一位研究生約瑟琳·貝爾發(fa)現(xian)(xian)了天(tian)空(kong)發(fa)射出無(wu)線電波的(de)(de)規則脈(mo)沖(chong)的(de)(de)物體，這對黑(hei)洞的(de)(de)存在(zai)的(de)(de)預言帶來了進一步(bu)的(de)(de)鼓舞。起(qi)初貝爾和(he)她(ta)的(de)(de)導(dao)師安東尼·赫維許以(yi)為(wei)，他們(men)可(ke)能(neng)和(he)我(wo)們(men)星(xing)系(xi)中(zhong)的(de)(de)外星(xing)文(wen)明(ming)進行(xing)了接觸。在(zai)宣布他們(men)發(fa)現(xian)(xian)的(de)(de)討(tao)論會上，他們(men)將這四個(ge)最早發(fa)現(xian)(xian)的(de)(de)源(yuan)稱為(wei)LGM1－4，LGM表(biao)示“小(xiao)綠(lv)人”（“Little Green Man”）的(de)(de)意思。最終他們(men)和(he)所有其他人的(de)(de)結論是這些被稱為(wei)脈(mo)沖(chong)星(xing)的(de)(de)物體，事實上是旋轉的(de)(de)中(zhong)子(zi)星(xing)，這些中(zhong)子(zi)星(xing)由(you)于在(zai)黑(hei)洞這個(ge)概念剛被提(ti)出的(de)(de)時候(hou)，共(gong)有兩種光(guang)理(li)論：一種是牛頓(dun)贊成(cheng)的(de)(de)光(guang)的(de)(de)微粒說；另一種是光(guang)的(de)(de)波動(dong)說。由(you)于量子(zi)力學的(de)(de)波粒二象性，光(guang)既可(ke)認(ren)為(wei)是波，也可(ke)認(ren)為(wei)是粒子(zi)。在(zai)光(guang)的(de)(de)波動(dong)說中(zhong)，不清(qing)楚光(guang)對引(yin)(yin)力如(ru)(ru)(ru)何響應。但是如(ru)(ru)(ru)果光(guang)是由(you)粒子(zi)組(zu)成(cheng)的(de)(de)，人們(men)可(ke)以(yi)預料，它們(men)正如(ru)(ru)(ru)同炮彈、火箭和(he)行(xing)星(xing)那樣受引(yin)(yin)力的(de)(de)影響。起(qi)先人們(men)以(yi)為(wei)，光(guang)粒子(zi)無(wu)限快地(di)運動(dong)，所以(yi)引(yin)(yin)力不可(ke)能(neng)使之慢下來，但是羅麥(mai)關于光(guang)速度有限的(de)(de)發(fa)現(xian)(xian)表(biao)明(ming)引(yin)(yin)力對之可(ke)有重要效應。
1783年，劍橋(qiao)的(de)(de)學(xue)(xue)監約翰·米歇爾(er)在這(zhe)個假定(ding)的(de)(de)基礎上(shang)，在《倫敦皇家學(xue)(xue)會哲學(xue)(xue)學(xue)(xue)報》上(shang)發(fa)表了一篇文章。他指出(chu)，一個質量足夠(gou)大并足夠(gou)緊(jin)致的(de)(de)恒星(xing)會有如此強大的(de)(de)引力(li)場(chang)，以(yi)致于連光(guang)線都不(bu)能(neng)逃(tao)逸——任何從(cong)恒星(xing)表面發(fa)出(chu)的(de)(de)光(guang)，還(huan)沒到(dao)達遠處即會被恒星(xing)的(de)(de)引力(li)吸(xi)引回(hui)來。米歇爾(er)暗示，可(ke)能(neng)存在大量這(zhe)樣的(de)(de)恒星(xing)，雖然(ran)會由(you)于從(cong)它們(men)(men)那里發(fa)出(chu)的(de)(de)光(guang)不(bu)會到(dao)達我們(men)(men)這(zhe)兒而使(shi)我們(men)(men)不(bu)能(neng)看(kan)到(dao)它們(men)(men)，但我們(men)(men)仍然(ran)可(ke)以(yi)感(gan)到(dao)它們(men)(men)的(de)(de)引力(li)的(de)(de)吸(xi)引作用。這(zhe)正是我們(men)(men)稱為黑洞的(de)(de)物體。
事實上(shang)，因為光(guang)速是(shi)固(gu)定(ding)的(de)，所以(yi)，在(zai)牛(niu)頓引(yin)力論(lun)(lun)中(zhong)將光(guang)類似炮(pao)彈(dan)那樣處理(li)不嚴(yan)謹。（從地面發射上(shang)天的(de)炮(pao)彈(dan)由于(yu)(yu)引(yin)力而(er)減速，最后停止上(shang)升并折回地面；然而(er)，一個光(guang)子必須以(yi)不變的(de)速度繼續(xu)向上(shang)，那么(me)牛(niu)頓引(yin)力對(dui)于(yu)(yu)光(guang)如(ru)何(he)發生影響。）在(zai)1915年愛因斯坦提出(chu)廣義相對(dui)論(lun)(lun)之前，一直沒有(you)關(guan)于(yu)(yu)引(yin)力如(ru)何(he)影響光(guang)的(de)協(xie)調的(de)理(li)論(lun)(lun)，之后這(zhe)個理(li)論(lun)(lun)對(dui)大質量恒星的(de)含意才被理(li)解。
觀察一個(ge)恒星(xing)(xing)(xing)坍縮并形(xing)成黑(hei)洞(dong)(dong)時(shi)，因為在(zai)(zai)(zai)相對論中(zhong)沒(mei)有(you)絕對時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，所以(yi)每(mei)個(ge)觀測(ce)者都有(you)自(zi)己的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)量。由于恒星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)引力(li)場，在(zai)(zai)(zai)恒星(xing)(xing)(xing)上某(mou)人(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)將和(he)在(zai)(zai)(zai)遠處(chu)某(mou)人(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)不同(tong)。假定在(zai)(zai)(zai)坍縮星(xing)(xing)(xing)表(biao)面(mian)有(you)一無(wu)畏的(de)(de)(de)(de)航天員(yuan)(yuan)和(he)恒星(xing)(xing)(xing)一起(qi)向內(nei)坍縮，按(an)照他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)表(biao)，每(mei)一秒(miao)(miao)(miao)鐘發(fa)(fa)一信號(hao)到(dao)(dao)一個(ge)繞著(zhu)該恒星(xing)(xing)(xing)轉動的(de)(de)(de)(de)空間(jian)(jian)(jian)(jian)飛船(chuan)(chuan)(chuan)上去。在(zai)(zai)(zai)他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)表(biao)的(de)(de)(de)(de)某(mou)一時(shi)刻，譬如(ru)11點(dian)鐘，恒星(xing)(xing)(xing)剛好收縮到(dao)(dao)它(ta)的(de)(de)(de)(de)臨界半徑，此時(shi)引力(li)場強(qiang)到(dao)(dao)沒(mei)有(you)任(ren)何(he)東(dong)西(xi)可以(yi)逃逸(yi)出去，他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)信號(hao)再也不能傳(chuan)到(dao)(dao)空間(jian)(jian)(jian)(jian)飛船(chuan)(chuan)(chuan)了。當11點(dian)到(dao)(dao)達時(shi)，他(ta)(ta)在(zai)(zai)(zai)空間(jian)(jian)(jian)(jian)飛船(chuan)(chuan)(chuan)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)伙伴發(fa)(fa)現，航天員(yuan)(yuan)發(fa)(fa)來(lai)的(de)(de)(de)(de)一串(chuan)信號(hao)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)隔越(yue)變(bian)越(yue)長(chang)。但是這個(ge)效應(ying)在(zai)(zai)(zai)10點(dian)59分59秒(miao)(miao)(miao)之(zhi)前是非(fei)常微(wei)小的(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)收到(dao)(dao)10點(dian)59分58秒(miao)(miao)(miao)和(he)10點(dian)59分59秒(miao)(miao)(miao)發(fa)(fa)出的(de)(de)(de)(de)兩個(ge)信號(hao)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，他(ta)(ta)們只需等待(dai)比一秒(miao)(miao)(miao)鐘稍長(chang)一點(dian)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，然(ran)而他(ta)(ta)們必須為11點(dian)發(fa)(fa)出的(de)(de)(de)(de)信號(hao)等待(dai)無(wu)限長(chang)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)。按(an)照航天員(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)手表(biao)，光(guang)波是在(zai)(zai)(zai)10點(dian)59分59秒(miao)(miao)(miao)和(he)11點(dian)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)由恒星(xing)(xing)(xing)表(biao)面(mian)發(fa)(fa)出；從空間(jian)(jian)(jian)(jian)飛船(chuan)(chuan)(chuan)上看，那光(guang)波被散開到(dao)(dao)無(wu)限長(chang)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)隔里。在(zai)(zai)(zai)空間(jian)(jian)(jian)(jian)飛船(chuan)(chuan)(chuan)上收到(dao)(dao)這一串(chuan)光(guang)波的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)隔變(bian)得越(yue)來(lai)越(yue)長(chang)，所以(yi)恒星(xing)(xing)(xing)來(lai)的(de)(de)(de)(de)光(guang)顯得越(yue)來(lai)越(yue)紅、越(yue)來(lai)越(yue)淡，最后，該恒星(xing)(xing)(xing)變(bian)得如(ru)此之(zhi)朦朧(long)，以(yi)至于從空間(jian)(jian)(jian)(jian)飛船(chuan)(chuan)(chuan)上再也看不見它(ta)，所余(yu)下的(de)(de)(de)(de)只是空間(jian)(jian)(jian)(jian)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)一個(ge)黑(hei)洞(dong)(dong)。然(ran)而，此恒星(xing)(xing)(xing)繼續以(yi)同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)引力(li)作用到(dao)(dao)空間(jian)(jian)(jian)(jian)飛船(chuan)(chuan)(chuan)上，使飛船(chuan)(chuan)(chuan)繼續繞著(zhu)所形(xing)成的(de)(de)(de)(de)黑(hei)洞(dong)(dong)旋轉。
但(dan)是(shi)(shi)(shi)由于(yu)以下的(de)(de)(de)問題，使得上述情景不是(shi)(shi)(shi)完全現實(shi)的(de)(de)(de)。離開恒(heng)(heng)星(xing)越(yue)(yue)遠則引(yin)力越(yue)(yue)弱，所以作用在(zai)(zai)(zai)這(zhe)位(wei)無畏的(de)(de)(de)航天員腳上的(de)(de)(de)引(yin)力總比作用到(dao)他(ta)(ta)頭上的(de)(de)(de)大(da)。在(zai)(zai)(zai)恒(heng)(heng)星(xing)還未(wei)收縮(suo)(suo)到(dao)臨界半徑而形成事(shi)(shi)件視界之(zhi)前，這(zhe)力的(de)(de)(de)差就已經將航天員拉成意大(da)利面條(tiao)那樣(yang)(yang)，甚(shen)至將他(ta)(ta)撕裂!然而，在(zai)(zai)(zai)宇宙中存在(zai)(zai)(zai)質(zhi)量大(da)得多的(de)(de)(de)天體，譬如(ru)星(xing)系的(de)(de)(de)中心(xin)區域，它(ta)們遭受(shou)到(dao)引(yin)力坍(tan)縮(suo)(suo)而產生黑洞(dong)(dong)；一(yi)位(wei)在(zai)(zai)(zai)這(zhe)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)物(wu)體上面的(de)(de)(de)航天員在(zai)(zai)(zai)黑洞(dong)(dong)形成之(zhi)前不會被撕開。事(shi)(shi)實(shi)上，當他(ta)(ta)到(dao)達臨界半徑時(shi)，不會有(you)任何(he)異樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)感覺，甚(shen)至在(zai)(zai)(zai)通過永不回返的(de)(de)(de)那一(yi)點時(shi)，都沒注意到(dao)。但(dan)是(shi)(shi)(shi)，隨著這(zhe)區域繼續坍(tan)縮(suo)(suo)，只要在(zai)(zai)(zai)幾個鐘頭之(zhi)內，作用到(dao)他(ta)(ta)頭上和腳上的(de)(de)(de)引(yin)力之(zhi)差會變得如(ru)此之(zhi)大(da)，以至于(yu)再將其(qi)撕裂。
羅(luo)杰(jie)·彭(peng)羅(luo)斯在(zai)(zai)(zai)1965年(nian)(nian)和(he)1970年(nian)(nian)之間的(de)(de)(de)研究指出(chu)，根據廣義相對(dui)論，在(zai)(zai)(zai)黑洞(dong)中必然存在(zai)(zai)(zai)無限大(da)密度和(he)空間——時間曲率的(de)(de)(de)奇(qi)點。這和(he)時間開(kai)端(duan)時的(de)(de)(de)大(da)爆(bao)炸相當(dang)類似，只不過它(ta)是(shi)一個坍縮物體和(he)航(hang)天員的(de)(de)(de)時間終點而(er)已。在(zai)(zai)(zai)此奇(qi)點，科學定律和(he)預言將來(lai)的(de)(de)(de)能(neng)力都(dou)失效了。然而(er)，任何留在(zai)(zai)(zai)黑洞(dong)之外(wai)的(de)(de)(de)觀(guan)察者，將不會受(shou)到(dao)可(ke)預見性失效的(de)(de)(de)影響(xiang)，因為從(cong)奇(qi)點出(chu)發(fa)的(de)(de)(de)不管是(shi)光還(huan)是(shi)任何其(qi)他信(xin)號都(dou)不能(neng)到(dao)達(da)。這令人驚奇(qi)的(de)(de)(de)事實導致羅(luo)杰(jie)·彭(peng)羅(luo)斯提出(chu)了宇宙(zhou)監督(du)猜(cai)測，它(ta)可(ke)以被意譯為：“上帝(di)憎惡裸奇(qi)點。”換言之，由(you)引力坍縮所產(chan)生的(de)(de)(de)奇(qi)點只能(neng)發(fa)生在(zai)(zai)(zai)像黑洞(dong)這樣(yang)的(de)(de)(de)地方，在(zai)(zai)(zai)那兒它(ta)被事件視界(jie)體面(mian)地遮住而(er)不被外(wai)界(jie)看見。嚴格(ge)地講，這是(shi)所謂弱的(de)(de)(de)宇宙(zhou)監督(du)猜(cai)測：它(ta)使留在(zai)(zai)(zai)黑洞(dong)外(wai)面(mian)的(de)(de)(de)觀(guan)察者不致受(shou)到(dao)發(fa)生在(zai)(zai)(zai)奇(qi)點處的(de)(de)(de)可(ke)預見性失效的(de)(de)(de)影響(xiang)，但它(ta)對(dui)那位不幸落到(dao)黑洞(dong)里的(de)(de)(de)可(ke)憐的(de)(de)(de)航(hang)天員卻是(shi)愛莫能(neng)助。
廣義相對論相關
廣義相對論方程存在(zai)(zai)一些解(jie)，這(zhe)(zhe)些解(jie)使得(de)我們的(de)(de)(de)(de)航(hang)天員可(ke)能(neng)(neng)看(kan)到(dao)裸奇(qi)點(dian)。他(ta)也許能(neng)(neng)避免撞到(dao)奇(qi)點(dian)上(shang)去(qu)，而(er)穿過(guo)(guo)一個“蟲洞”來(lai)到(dao)宇(yu)宙的(de)(de)(de)(de)另一區(qu)域。看(kan)來(lai)這(zhe)(zhe)給空間——時(shi)間內的(de)(de)(de)(de)旅(lv)行提供了巨大的(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)性。但是(shi)不幸的(de)(de)(de)(de)是(shi)，所(suo)有這(zhe)(zhe)些解(jie)似乎都(dou)是(shi)非常不穩定的(de)(de)(de)(de)；最(zui)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)干擾，譬如一個航(hang)天員的(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)就(jiu)會(hui)使之(zhi)(zhi)改變，以至于(yu)(yu)(yu)他(ta)還(huan)沒能(neng)(neng)看(kan)到(dao)此奇(qi)點(dian)，就(jiu)撞上(shang)去(qu)而(er)結束了他(ta)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間。換言之(zhi)(zhi)，奇(qi)點(dian)總是(shi)發生在(zai)(zai)他(ta)的(de)(de)(de)(de)將來(lai)，而(er)從不會(hui)在(zai)(zai)過(guo)(guo)去(qu)。強的(de)(de)(de)(de)宇(yu)宙監督猜(cai)(cai)測(ce)是(shi)說(shuo)，在(zai)(zai)一個現實的(de)(de)(de)(de)解(jie)里(li)，奇(qi)點(dian)總是(shi)或(huo)者整個存在(zai)(zai)于(yu)(yu)(yu)將來(lai)（如引力坍(tan)縮(suo)的(de)(de)(de)(de)奇(qi)點(dian)），或(huo)者整個存在(zai)(zai)于(yu)(yu)(yu)過(guo)(guo)去(qu)（如大爆(bao)炸(zha)）。因為在(zai)(zai)接近裸奇(qi)點(dian)處可(ke)能(neng)(neng)旅(lv)行到(dao)過(guo)(guo)去(qu)，所(suo)以宇(yu)宙監督猜(cai)(cai)測(ce)的(de)(de)(de)(de)某種形式的(de)(de)(de)(de)成(cheng)立是(shi)大有希(xi)望的(de)(de)(de)(de)。
事(shi)(shi)件(jian)視(shi)界(jie)(jie)，也就(jiu)是(shi)空(kong)間(jian)——時間(jian)中不可(ke)逃(tao)逸區(qu)域(yu)的(de)邊界(jie)(jie)，正如(ru)同圍繞(rao)著黑洞(dong)的(de)單向(xiang)膜：物體，譬(pi)如(ru)不謹慎的(de)航天(tian)員(yuan)，能通過事(shi)(shi)件(jian)視(shi)界(jie)(jie)落到黑洞(dong)里去，但是(shi)沒有(you)任何(he)東西可(ke)以通過事(shi)(shi)件(jian)視(shi)界(jie)(jie)而(er)逃(tao)離(li)黑洞(dong)。（記住事(shi)(shi)件(jian)視(shi)界(jie)(jie)是(shi)企圖(tu)逃(tao)離(li)黑洞(dong)的(de)光的(de)空(kong)間(jian)——時間(jian)軌道，沒有(you)任何(he)東西可(ke)以比光運動得(de)更快）人們(men)可(ke)以將詩人但丁針對(dui)地獄入口所說的(de)話恰到好處地用于事(shi)(shi)件(jian)視(shi)界(jie)(jie)：“從這兒(er)進(jin)去的(de)人必須拋棄一(yi)切希(xi)望。”任何(he)東西或任何(he)人一(yi)旦進(jin)入事(shi)(shi)件(jian)視(shi)界(jie)(jie)，就(jiu)會(hui)很(hen)快地到達無限(xian)致密的(de)區(qu)域(yu)和時間(jian)的(de)終點。
廣義相對論預言，運(yun)動的(de)(de)重物會導(dao)致引力(li)波(bo)(bo)的(de)(de)輻射，那是(shi)以(yi)(yi)光(guang)的(de)(de)速度(du)傳播的(de)(de)空間——時間曲(qu)率的(de)(de)漣漪(yi)(yi)。引力(li)波(bo)(bo)和(he)電磁(ci)場的(de)(de)漣漪(yi)(yi)光(guang)波(bo)(bo)相類似(si)，但是(shi)要(yao)探測到(dao)它(ta)則困難(nan)得多。就像光(guang)一(yi)樣，它(ta)帶走(zou)了(le)發射它(ta)們的(de)(de)物體的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。因(yin)為任(ren)何運(yun)動中的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)都會被(bei)引力(li)波(bo)(bo)的(de)(de)輻射所(suo)帶走(zou)，所(suo)以(yi)(yi)可以(yi)(yi)預料，一(yi)個(ge)大(da)質量(liang)(liang)物體的(de)(de)系統(tong)最(zui)終(zhong)(zhong)會趨向于(yu)(yu)(yu)一(yi)種不變(bian)的(de)(de)狀(zhuang)態。（這和(he)扔一(yi)塊軟木到(dao)水中的(de)(de)情況相當類似(si)，起先翻(fan)上(shang)翻(fan)下折騰了(le)好一(yi)陣，但是(shi)當漣漪(yi)(yi)將其(qi)能(neng)量(liang)(liang)帶走(zou)，就使它(ta)最(zui)終(zhong)(zhong)平靜下來。）例如，繞著太(tai)陽公(gong)轉的(de)(de)地(di)球(qiu)(qiu)即產生(sheng)引力(li)波(bo)(bo)。其(qi)能(neng)量(liang)(liang)損失(shi)(shi)的(de)(de)效(xiao)應將改(gai)變(bian)地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)軌道，使之逐漸越(yue)來越(yue)接近(jin)太(tai)陽，最(zui)后撞到(dao)太(tai)陽上(shang)，以(yi)(yi)這種方式(shi)歸于(yu)(yu)(yu)最(zui)終(zhong)(zhong)不變(bian)的(de)(de)狀(zhuang)態。在地(di)球(qiu)(qiu)和(he)太(tai)陽的(de)(de)情形下能(neng)量(liang)(liang)損失(shi)(shi)率非(fei)常小——大(da)約(yue)只能(neng)點(dian)燃(ran)一(yi)個(ge)小電熱器(qi)， 這意(yi)味著要(yao)用(yong)大(da)約(yue)1千億(yi)億(yi)億(yi)年(nian)地(di)球(qiu)(qiu)才會和(he)太(tai)陽相撞，沒有必(bi)要(yao)立即去為之擔憂！地(di)球(qiu)(qiu)軌道改(gai)變(bian)的(de)(de)過程極其(qi)緩慢(man)，以(yi)(yi)至于(yu)(yu)(yu)根本觀(guan)測不到(dao)。但幾年(nian)以(yi)(yi)前，在稱(cheng)為PSR1913+16（PSR表示“脈(mo)(mo)沖星(xing)”，一(yi)種特別的(de)(de)發射出(chu)無線電波(bo)(bo)規則脈(mo)(mo)沖的(de)(de)中子(zi)(zi)星(xing)）的(de)(de)系統(tong)中觀(guan)測到(dao)這一(yi)效(xiao)應。此系統(tong)包含兩(liang)個(ge)互相圍繞著運(yun)動的(de)(de)中子(zi)(zi)星(xing)，由于(yu)(yu)(yu)引力(li)波(bo)(bo)輻射，它(ta)們的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)損失(shi)(shi)，使之相互以(yi)(yi)螺旋線軌道靠近(jin)。
在(zai)恒星引力坍縮(suo)形(xing)成(cheng)黑洞時，運(yun)(yun)動會更(geng)快得(de)多，這(zhe)樣(yang)能量(liang)被帶走(zou)的(de)速(su)率就高得(de)多。所(suo)以不(bu)用太長的(de)時間就會達(da)到(dao)不(bu)變的(de)狀態。人們(men)會以為它(ta)(ta)將(jiang)依賴于形(xing)成(cheng)黑洞的(de)恒星的(de)所(suo)有的(de)復雜特征(zheng)——不(bu)僅僅它(ta)(ta)的(de)質量(liang)和轉動速(su)度，而且恒星不(bu)同部分的(de)不(bu)同密度以及恒星內(nei)氣體的(de)復雜運(yun)(yun)動。如果黑洞就像坍縮(suo)形(xing)成(cheng)它(ta)(ta)們(men)的(de)原先(xian)物體那樣(yang)變化多端，一般來講，對之作任何(he)預言(yan)都將(jiang)是(shi)非常(chang)困難的(de)。
然而，加拿大科學家外奈(nai)·伊(yi)斯(si)雷(lei)爾在(zai)1967年使(shi)黑洞(dong)研究發生了徹底的(de)改變。他指(zhi)出(chu)，根據廣義(yi)相對(dui)論(lun)，非旋(xuan)轉的(de)黑洞(dong)必(bi)(bi)須是(shi)(shi)非常(chang)簡單、完美的(de)球形(xing)；其(qi)大小只依賴于它們(men)的(de)質量，并且(qie)任何兩(liang)個這樣的(de)同質量的(de)黑洞(dong)必(bi)(bi)須是(shi)(shi)等同的(de)。事(shi)實上，它們(men)可(ke)以(yi)用愛因(yin)斯(si)坦(tan)的(de)特解來描述，這個解是(shi)(shi)在(zai)廣義(yi)相對(dui)論(lun)發現后不(bu)久的(de)1917年卡爾·施瓦(wa)茲席爾德(de)找到的(de)。一(yi)開始，許多人(ren)（其(qi)中包(bao)括(kuo)伊(yi)斯(si)雷(lei)爾自己）認為，既然黑洞(dong)必(bi)(bi)須是(shi)(shi)完美的(de)球形(xing)，一(yi)個黑洞(dong)只能由一(yi)個完美球形(xing)物(wu)體(ti)坍縮而形(xing)成(cheng)。所以(yi)，任何實際的(de)恒星從來都不(bu)是(shi)(shi)完美的(de)球形(xing)只會(hui)坍縮形(xing)成(cheng)一(yi)個裸(luo)奇點。
然而，對于伊斯雷(lei)爾的(de)(de)結(jie)果，一些人(ren)，特別是(shi)羅(luo)杰·彭羅(luo)斯和約翰(han)·惠勒提倡一種不(bu)同的(de)(de)解(jie)釋(shi)。他們(men)論證道，牽涉恒星(xing)坍縮的(de)(de)快(kuai)速(su)運動表明，其釋(shi)放出(chu)來的(de)(de)引力波使(shi)之越來越近(jin)于球形(xing)，到(dao)它(ta)終(zhong)于靜(jing)態(tai)時，就變(bian)成準確的(de)(de)球形(xing)。按照這種觀(guan)點，任何非旋轉恒星(xing)，不(bu)管其形(xing)狀和內部結(jie)構如何復雜，在引力坍縮之后都將終(zhong)結(jie)于一個完美的(de)(de)球形(xing)黑洞，其大小只依賴于它(ta)的(de)(de)質(zhi)量。這種觀(guan)點得(de)到(dao)進一步的(de)(de)計算支持，并(bing)且很(hen)快(kuai)就為大家所接受。
伊斯(si)雷爾(er)的(de)(de)結果(guo)只處理了由(you)(you)(you)非旋(xuan)轉(zhuan)物體形(xing)(xing)成的(de)(de)黑(hei)洞。1963年(nian)，新(xin)西蘭(lan)人羅伊·克爾(er)找到了廣義相對論(lun)方程的(de)(de)描(miao)述旋(xuan)轉(zhuan)黑(hei)洞的(de)(de)一(yi)族解(jie)。這(zhe)些“克爾(er)”黑(hei)洞以恒常速度(du)旋(xuan)轉(zhuan)，其大小與(yu)形(xing)(xing)狀只依(yi)賴于它們的(de)(de)質量和旋(xuan)轉(zhuan)的(de)(de)速度(du)。如(ru)(ru)果(guo)旋(xuan)轉(zhuan)為零(ling)，黑(hei)洞就(jiu)是完美的(de)(de)球(qiu)形(xing)(xing)，這(zhe)解(jie)就(jiu)和施(shi)瓦茲席(xi)爾(er)德解(jie)一(yi)樣(yang)。如(ru)(ru)果(guo)有旋(xuan)轉(zhuan)，黑(hei)洞的(de)(de)赤(chi)道附近就(jiu)鼓出去（正如(ru)(ru)地球(qiu)或太陽由(you)(you)(you)于旋(xuan)轉(zhuan)而(er)鼓出去一(yi)樣(yang)），而(er)旋(xuan)轉(zhuan)得越快則鼓得越多。由(you)(you)(you)此人們猜測，如(ru)(ru)將(jiang)伊斯(si)雷爾(er)的(de)(de)結果(guo)推(tui)廣到包(bao)括旋(xuan)轉(zhuan)體的(de)(de)情形(xing)(xing)，則任何旋(xuan)轉(zhuan)物體坍縮形(xing)(xing)成黑(hei)洞后，將(jiang)最后終結于由(you)(you)(you)克爾(er)解(jie)描(miao)述的(de)(de)一(yi)個靜態。
黑洞是科(ke)學(xue)史上極(ji)為(wei)罕見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情形之(zhi)一，在沒(mei)有(you)任何觀(guan)(guan)測到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)證據證明其(qi)理論是正確的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情形下，作為(wei)數學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模型被發(fa)展到(dao)非常詳盡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地步。的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)確，這(zhe)(zhe)經常是反對(dui)黑洞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要論據：怎么(me)能相(xiang)信(xin)一個(ge)其(qi)依(yi)據只是基于(yu)(yu)令人(ren)懷疑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)廣(guang)義相(xiang)對(dui)論的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)計算(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)象呢?然(ran)而，1963年(nian)，加(jia)利福尼(ni)亞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)帕羅瑪天文臺的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天文學(xue)家馬丁·施密特測量(liang)(liang)了在稱為(wei)3C273（即是劍橋(qiao)射電源(yuan)(yuan)編目第三類(lei)(lei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)273號(hao)）射電源(yuan)(yuan)方向的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一個(ge)黯淡(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)(lei)星體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)移(yi)。他發(fa)現引力場不(bu)可能引起(qi)這(zhe)(zhe)么(me)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)移(yi)——如果它(ta)(ta)是引力紅(hong)(hong)移(yi)，這(zhe)(zhe)類(lei)(lei)星體(ti)必(bi)須(xu)(xu)具(ju)有(you)如此大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)，并(bing)離地球如此之(zhi)近，以(yi)(yi)至于(yu)(yu)會(hui)干(gan)擾太陽(yang)系中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星軌(gui)道(dao)。這(zhe)(zhe)暗示此紅(hong)(hong)移(yi)是由(you)宇宙(zhou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膨脹引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，進(jin)而表明此物體(ti)離地球非常遠。由(you)于(yu)(yu)在這(zhe)(zhe)么(me)遠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)距離還能被觀(guan)(guan)察(cha)到(dao)，它(ta)(ta)必(bi)須(xu)(xu)非常亮，也就是必(bi)須(xu)(xu)輻射出大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。人(ren)們(men)會(hui)想到(dao)，產生(sheng)這(zhe)(zhe)么(me)大量(liang)(liang)能量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)唯一機制看來不(bu)僅僅是一個(ge)恒星，而是一個(ge)星系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)整個(ge)中心區域的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)引力坍縮。人(ren)們(men)還發(fa)現了許多其(qi)他類(lei)(lei)星體(ti)，它(ta)(ta)們(men)都有(you)很大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)移(yi)。但(dan)是它(ta)(ta)們(men)都離開(kai)地球太遠了，所以(yi)(yi)對(dui)之(zhi)進(jin)行(xing)觀(guan)(guan)察(cha)太困難，以(yi)(yi)至于(yu)(yu)不(bu)能。
看清黑洞磁場
科學家認為，黑(hei)洞引擎是由磁(ci)(ci)場驅(qu)動的(de)(de)。借(jie)助事件視界(jie)望遠鏡（Event Horizon Telescope，EHT），天文學家在我們銀河(he)系中心(xin)超大黑(hei)洞事件視界(jie)的(de)(de)外側探(tan)測(ce)到了磁(ci)(ci)場。發(fa)現在靠近黑(hei)洞的(de)(de)某些(xie)區域是混亂的(de)(de)，有著雜亂的(de)(de)磁(ci)(ci)圈和渦(wo)漩，就像攪(jiao)在一起的(de)(de)意大利面。相(xiang)反，其他區域的(de)(de)磁(ci)(ci)場則有序得(de)多，可能是物質噴(pen)流產生的(de)(de)區域。還發(fa)現，黑(hei)洞周邊的(de)(de)磁(ci)(ci)場在短至15分(fen)鐘的(de)(de)時間段內都會(hui)發(fa)生明(ming)顯變化。
理論修改
2015年(nian)3月，霍金對(dui)黑(hei)洞(dong)理(li)論進(jin)行了修改，宣(xuan)稱黑(hei)洞(dong)實(shi)際上是“灰色的”。新(xin)“灰洞(dong)”理(li)論稱，物質和能量(liang)被(bei)(bei)黑(hei)洞(dong)困住一段(duan)時(shi)間后，又會(hui)被(bei)(bei)重新(xin)釋放(fang)到宇(yu)宙中(zhong)。
2016年1月，霍(huo)金同(tong)物理(li)學家馬(ma)爾科姆·佩里、安德魯(lu)·施(shi)特(te)羅明格提出了新理(li)論：讓(rang)信(xin)息“逃逸(yi)”的黑(hei)洞裂口(kou)由“柔軟的帶電毛發(fa)”組(zu)成，它們是位于視界線上的光子(zi)(zi)和引力子(zi)(zi)組(zu)成的粒(li)子(zi)(zi)，這些能量極低甚至(zhi)為零的粒(li)子(zi)(zi)能捕獲并存儲落入黑(hei)洞的粒(li)子(zi)(zi)的信(xin)息。
一個(ge)由(you)美國、英國、意(yi)大利和(he)奧地(di)利科學家(jia)組成的(de)(de)國際研究團隊，根據(ju)先(xian)前的(de)(de)研究和(he)通(tong)過超級計算機的(de)(de)模擬，發(fa)現黑洞、引力波和(he)暗物質(zhi)均具有分形幾何特征。有專(zhuan)家(jia)認為，這一重大發(fa)現將導致對天(tian)文學甚至物理學諸多不同(tong)領(ling)域的(de)(de)深刻認識。
黑(hei)(hei)洞是宇宙空間內(nei)存(cun)在的(de)一種密度無(wu)限(xian)大(da)、體(ti)(ti)積無(wu)限(xian)小的(de)天體(ti)(ti)，所(suo)有的(de)物理定理遇到(dao)黑(hei)(hei)洞都會(hui)(hui)(hui)失效；它是由(you)質(zhi)量足夠大(da)的(de)恒(heng)星在核聚變反應的(de)燃料耗(hao)盡而“死亡”后，發(fa)生(sheng)引力坍(tan)縮產生(sheng)的(de)。當黑(hei)(hei)洞“打嗝”時，就意(yi)味著有某個天體(ti)(ti)被(bei)黑(hei)(hei)洞“吞(tun)噬”，黑(hei)(hei)洞依靠吞(tun)噬落入其中物質(zhi)“成長(chang)(chang)”；當黑(hei)(hei)洞“進食(shi)”大(da)量物質(zhi)時，就會(hui)(hui)(hui)有高(gao)速(su)等離子噴流從黑(hei)(hei)洞邊(bian)緣逃逸而出(chu)。科學家利用流體(ti)(ti)動力學和引力相關(guan)理論并通過超級計算機進行模擬(ni)后得出(chu)結論——“進食(shi)”正在成長(chang)(chang)過程中的(de)黑(hei)(hei)洞，將會(hui)(hui)(hui)使其形成分(fen)形表面。
“黑(hei)洞”一詞命(ming)名(ming)者、美國著(zhu)名(ming)物理學(xue)家(jia)約翰·惠(hui)勒教授曾(ceng)經(jing)說過(guo)：今后(hou)誰不(bu)熟悉分(fen)形(xing)幾(ji)(ji)何，誰就不(bu)能被稱為科(ke)學(xue)上(shang)的(de)(de)文化人。中國著(zhu)名(ming)學(xue)者周海中教授曾(ceng)經(jing)指出：分(fen)形(xing)幾(ji)(ji)何不(bu)僅展(zhan)示了(le)數(shu)學(xue)之(zhi)美，也(ye)揭示了(le)世界(jie)的(de)(de)本質，從而改變了(le)人們(men)理解自然奧(ao)秘的(de)(de)方式(shi)；可(ke)以說分(fen)形(xing)幾(ji)(ji)何是真正描述(shu)大(da)自然的(de)(de)幾(ji)(ji)何學(xue)，對它的(de)(de)研(yan)究也(ye)極大(da)地(di)拓展(zhan)了(le)人類的(de)(de)認知疆域。可(ke)見，分(fen)形(xing)幾(ji)(ji)何有著(zhu)極其重要(yao)的(de)(de)科(ke)學(xue)地(di)位(wei)。
黑洞是宇宙中最神秘的自然(ran)現(xian)象。它(ta)為什么(me)具有分形幾何特征(zheng)，其原(yuan)因現(xian)在(zai)還是一個(ge)謎。
幾(ji)十年來(lai)宇宙學家一直對黑(hei)洞(dong)會摧毀制造它的(de)資料的(de)問(wen)題所(suo)困(kun)擾(rao)。黑(hei)洞(dong)是由它的(de)質(zhi)量、能量、旋(xuan)轉(zhuan)所(suo)定位。
假(jia)如是(shi)這樣那就無法知(zhi)道最先是(shi)什么讓它(ta)產生的(de)(de)。另一(yi)方面(mian)量子力學(xue)說資料永遠(yuan)會被保存，而且你可以用(yong)那些資料重建(jian)它(ta)的(de)(de)過去(qu)。
史蒂芬·霍金(jin)讓這問題加(jia)大，當他說黑洞會(hui)(hui)漏(lou)輻射。黑洞會(hui)(hui)漏(lou)輻射到(dao)摧(cui)毀自(zi)己，然后(hou)唯(wei)一可以知(zhi)道(dao)它是由什么產生的只有(you)在那些輻射的資(zi)料里面可以找到(dao)。
在2004年霍(huo)金(jin)說(shuo)他錯了，而(er)是否黑(hei)(hei)洞會儲存(cun)資料的(de)辯論(lun)就(jiu)從此(ci)沒有停止過。布法羅大學的(de)博士生AnshulSaini說(shuo)黑(hei)(hei)洞釋放出的(de)輻射(she)（也(ye)稱作霍(huo)金(jin)輻射(she)）并不(bu)像霍(huo)金(jin)想的(de)那么隨意。
Siani說要了解跑(pao)進(jin)洞里的資料，你(ni)不只(zhi)需要看(kan)霍金(jin)輻(fu)射釋放(fang)出的粒子(zi)(zi)，你(ni)還需要看(kan)它(ta)們如何互應(ying)。這(zhe)包括(kuo)引力(li)與粒子(zi)(zi)傳送光給對方的方式(shi)。他(ta)說“這(zhe)些關聯(lian)一(yi)開始(shi)很(hen)小(xiao)，但會隨著時間成(cheng)長。”
Saini的(de)監督者DejanStojkovic博士說“這些關聯在計算中時(shi)(shi)常被(bei)忽略(lve)因為(wei)(wei)它們(men)很(hen)小被(bei)認為(wei)(wei)不會有很(hen)大的(de)影(ying)響。我們(men)的(de)計算顯示(shi)這些關聯一(yi)開始很(hen)小，但隨著時(shi)(shi)間它會成長大到可以影(ying)響結果。”
許多物理學家們都做(zuo)出了結論說黑洞里(li)的(de)資料(liao)(liao)一定(ding)會留下(xia)，所(suo)以可以讓我們回顧(gu)那些資料(liao)(liao)，但他們理論的(de)基礎(chu)是用資料(liao)(liao)保存的(de)廣(guang)義論。
霍金自(zi)己跟其他人想(xiang)要(yao)展(zhan)示一個(ge)觀(guan)察者如何可以得到(dao)那(nei)些(xie)資料(liao)的方法并沒有很大的說(shuo)服力。
實際上(shang)要了解(jie)制造(zao)一個黑(hei)洞的成分幾乎是不可能的任務。任何觀察者(zhe)都(dou)會需要收集照射到不同(tong)方向的粒子。
還(huan)需要(yao)收集讓這(zhe)(zhe)互(hu)動成型的介質像是光子(zi)和引力(li)子(zi)。不過對于宇(yu)宙(zhou)學家這(zhe)(zhe)可能(neng)性是小事，真正重(zhong)要(yao)的是守恒律有被保存。
黑洞的(de)(de)(de)(de)存在部分地(di)證實了它(ta)的(de)(de)(de)(de)預(yu)言。在宇(yu)宙中(zhong)存在幾百萬個黑洞，它(ta)的(de)(de)(de)(de)存在總是需要(yao)起到一(yi)些(xie)作用的(de)(de)(de)(de)。如果要(yao)想(xiang)徹底揭開(kai)黑洞之謎，還需時(shi)間，這也(ye)意味著給予(yu)有關人類終極命運的(de)(de)(de)(de)思索(suo)一(yi)個明(ming)確的(de)(de)(de)(de)答(da)案。?
德國馬克斯普朗克核(he)物(wu)理研(yan)究(jiu)所和赫爾姆霍茨柏林中心的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)人員使用柏林同(tong)步加(jia)速(su)器（BESSY Ⅱ）在(zai)實(shi)驗室成功產生了黑洞(dong)(dong)周邊(bian)的(de)(de)(de)等(deng)離(li)子(zi)體。通過(guo)該研(yan)究(jiu)，之(zhi)前只(zhi)能(neng)在(zai)太空(kong)由人造衛星執行的(de)(de)(de)天(tian)文物(wu)理實(shi)驗，也可以在(zai)地面進(jin)行，諸多(duo)天(tian)文物(wu)理學(xue)難題有望得到解決。黑洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)重力很大，會(hui)吸(xi)附一切物(wu)質。進(jin)入黑洞(dong)(dong)后，任何東西都不可能(neng)從黑洞(dong)(dong)的(de)(de)(de)邊(bian)界之(zhi)內逃逸出來。隨著(zhu)被吸(xi)入的(de)(de)(de)物(wu)體的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)不斷升(sheng)高，會(hui)產生核(he)與電(dian)子(zi)分離(li)的(de)(de)(de)高溫(wen)等(deng)離(li)子(zi)體。
黑洞吸附(fu)物(wu)質會(hui)(hui)產生(sheng)X射線(xian)(xian)(xian)，X射線(xian)(xian)(xian)反過(guo)來又(you)會(hui)(hui)刺激其中的(de)大量化學元素發(fa)射出具(ju)有獨特線(xian)(xian)(xian)條(tiao)（顏色）的(de)X射線(xian)(xian)(xian)。分(fen)(fen)析(xi)這些線(xian)(xian)(xian)條(tiao)可以(yi)幫助(zhu)科學家了(le)解更(geng)多有關黑洞附(fu)近等(deng)離子體的(de)密度(du)、速(su)度(du)和(he)組成(cheng)成(cheng)分(fen)(fen)等(deng)信息。
在(zai)這(zhe)個(ge)過程中(zhong)，鐵起(qi)了(le)非常關鍵的作(zuo)用。盡管鐵在(zai)宇宙中(zhong)的儲(chu)量(liang)并不(bu)(bu)如更(geng)輕(qing)的氫和氦豐富(fu)，但是，它能夠更(geng)好(hao)地吸收和重新發射(she)出(chu)X射(she)線，發射(she)出(chu)的光子因此也比其他更(geng)輕(qing)的原子發射(she)出(chu)的光子具有(you)更(geng)高的能量(liang)、更(geng)短(duan)的波長（使得其具有(you)不(bu)(bu)同(tong)的顏色）。
鐵(tie)發(fa)射出(chu)的X射線(xian)在穿過黑洞(dong)周圍的介質時也會(hui)被(bei)吸收。在這個所謂的光(guang)離(li)(li)化(hua)過程(cheng)中，鐵(tie)原子通常(chang)會(hui)經歷(li)幾次電離(li)(li)，其包含的26個電子中有超過一半(ban)會(hui)被(bei)去除(chu)，最終產生帶(dai)(dai)電離(li)(li)子，帶(dai)(dai)電離(li)(li)子聚(ju)集成(cheng)為等離(li)(li)子體(ti)，研究人員(yuan)可以在實驗室中重現了(le)這個過程(cheng)。
實(shi)驗的(de)(de)(de)核(he)心是馬(ma)克(ke)斯普朗克(ke)核(he)物(wu)理研究所設計(ji)的(de)(de)(de)電子(zi)束(shu)(shu)離(li)子(zi)阱(jing)。在(zai)這個(ge)離(li)子(zi)阱(jing)中，鐵原子(zi)經由一(yi)(yi)束(shu)(shu)強烈的(de)(de)(de)電子(zi)束(shu)(shu)加熱，從而被離(li)子(zi)化14次。實(shi)驗過(guo)程如下(xia)(xia)：一(yi)(yi)團鐵離(li)子(zi)（僅僅幾厘米(mi)長并且(qie)像頭發(fa)絲一(yi)(yi)樣薄）在(zai)磁場和電場的(de)(de)(de)作用下(xia)(xia)被懸停在(zai)一(yi)(yi)個(ge)超高真(zhen)空(kong)內，同步加速(su)器(qi)發(fa)射出的(de)(de)(de)X射線(xian)的(de)(de)(de)光子(zi)能(neng)量被一(yi)(yi)臺精確性超高的(de)(de)(de)“單色(se)儀”挑選出來，作為一(yi)(yi)束(shu)(shu)很薄但卻集中的(de)(de)(de)光束(shu)(shu)施加到鐵離(li)子(zi)上。
實驗室(shi)測量到的(de)光譜(pu)線(xian)與(yu)錢德(de)拉X射(she)線(xian)天(tian)文臺和牛頓(dun)X射(she)線(xian)多鏡望(wang)遠鏡所觀測的(de)結(jie)果相匹配(pei)。也就(jiu)是說，研究人員(yuan)在地面實驗室(shi)人為制造(zao)出(chu)了太(tai)空中的(de)黑洞等離子(zi)體(ti)。
這種新奇(qi)的(de)(de)(de)方法將帶(dai)電離子的(de)(de)(de)離子阱和同步加速(su)器輻射(she)源結(jie)(jie)合在(zai)一起(qi)，讓(rang)人(ren)們可以更好(hao)地了解(jie)黑(hei)洞周圍的(de)(de)(de)等離子體或者活(huo)躍(yue)的(de)(de)(de)星系(xi)核。研(yan)究(jiu)人(ren)員希望，將EBIT分(fen)光(guang)檢查鏡和更清晰的(de)(de)(de)第三(san)代（2009年開始在(zai)德國漢堡運(yun)行的(de)(de)(de)同步輻射(she)源PETRAⅢ）、第四(si)代（X射(she)線(xian)自由電子激光(guang)XFEL）X射(she)線(xian)源結(jie)(jie)合，將能夠(gou)給該研(yan)究(jiu)領(ling)域(yu)帶(dai)來(lai)更多新鮮活(huo)力。
美國(guo)制(zhi)成“人造黑(hei)洞”
2005年3月，美(mei)(mei)國(guo)(guo)布朗(lang)大學物理教授‘霍拉蒂·納斯塔西(xi)’在(zai)地球(qiu)(qiu)(qiu)上制(zhi)造出(chu)了第一(yi)個“人(ren)造黑(hei)洞“。美(mei)(mei)國(guo)(guo)紐(niu)約布魯(lu)克海文(wen)實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)1998年建造了20世紀全球(qiu)(qiu)(qiu)最大的(de)(de)(de)(de)粒(li)子(zi)加速器，將金離子(zi)以(yi)(yi)接(jie)(jie)近(jin)光速對撞而制(zhi)造出(chu)高密度(du)(du)物質(zhi)。雖(sui)然這個黑(hei)洞體(ti)積很小，卻(que)具(ju)備真正黑(hei)洞的(de)(de)(de)(de)許多(duo)特點(dian)。紐(niu)約布魯(lu)克海文(wen)國(guo)(guo)家實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)里的(de)(de)(de)(de)相(xiang)對重離子(zi)碰(peng)撞機(ji)，可以(yi)(yi)以(yi)(yi)接(jie)(jie)近(jin)光速的(de)(de)(de)(de)速度(du)(du)把大型原子(zi)的(de)(de)(de)(de)核子(zi)（如金原子(zi)核子(zi)）相(xiang)互碰(peng)撞，產生(sheng)相(xiang)當于太陽表面溫度(du)(du)3億倍的(de)(de)(de)(de)熱能(neng)。納斯塔西(xi)在(zai)紐(niu)約布魯(lu)克海文(wen)國(guo)(guo)家實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)里利用原子(zi)撞擊原理制(zhi)造出(chu)來的(de)(de)(de)(de)灼熱火球(qiu)(qiu)(qiu)，具(ju)備天體(ti)黑(hei)洞的(de)(de)(de)(de)顯著特性。比如：火球(qiu)(qiu)(qiu)可以(yi)(yi)將周圍10倍于自身(shen)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)粒(li)子(zi)吸收，這比所(suo)有量子(zi)物理學所(suo)推測的(de)(de)(de)(de)火球(qiu)(qiu)(qiu)可吸收的(de)(de)(de)(de)粒(li)子(zi)數(shu)目還要多(duo)。
人(ren)造黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)的(de)設(she)想(xiang)最初由加拿大(da)“不列(lie)顛哥倫比(bi)亞大(da)學”的(de)威廉·昂魯(lu)教授在(zai)20世紀(ji)80年(nian)代提出，他(ta)認為聲波在(zai)流(liu)(liu)體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)表現與(yu)光(guang)(guang)在(zai)黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)中(zhong)(zhong)的(de)表現非常(chang)相似，如果使流(liu)(liu)體(ti)的(de)速度超過聲速，那么(me)事實上就(jiu)已(yi)經在(zai)該流(liu)(liu)體(ti)中(zhong)(zhong)建立(li)了一個人(ren)造黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)。然(ran)而，利昂哈(ha)特(te)博(bo)士打(da)算制(zhi)造的(de)人(ren)造黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)由于缺乏足夠的(de)引力(li)，除了光(guang)(guang)線外，它們無法像真正的(de)黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)那樣“吞下周圍的(de)所有東(dong)西”。然(ran)而，納斯塔西教授制(zhi)造的(de)人(ren)造黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)已(yi)經可(ke)以吸(xi)收某些其他(ta)物(wu)質。因(yin)此，這被(bei)認為是黑(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)研究領域(yu)的(de)重(zhong)大(da)突破(po)。
2008年(nian)9月10日(ri)，隨著第一束質(zhi)子束流貫穿整個對撞(zhuang)機(ji)，歐洲大型強(qiang)子對撞(zhuang)機(ji)正式啟動。
歐洲(zhou)大型強(qiang)子(zi)對(dui)(dui)撞(zhuang)機(ji)是(shi)(shi)(shi)2013年前(qian)世界上最(zui)大、能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)最(zui)高(gao)的(de)粒子(zi)加速(su)器，是(shi)(shi)(shi)一種(zhong)將質子(zi)加速(su)對(dui)(dui)撞(zhuang)的(de)高(gao)能(neng)(neng)(neng)(neng)物理設(she)備，它位于瑞士(shi)日內瓦近郊歐洲(zhou)核子(zi)研(yan)(yan)究組織(zhi)CERN的(de)粒子(zi)加速(su)器與對(dui)(dui)撞(zhuang)機(ji)，作為(wei)國(guo)際高(gao)能(neng)(neng)(neng)(neng)物理學研(yan)(yan)究之用(yong)。系統第一負(fu)責人是(shi)(shi)(shi)英(ying)國(guo)著名物理學家‘林恩·埃(ai)文斯’，大型強(qiang)子(zi)對(dui)(dui)撞(zhuang)機(ji)最(zui)早就是(shi)(shi)(shi)由他設(she)想出來(lai)并主導制(zhi)造的(de)，被外界稱(cheng)為(wei)“埃(ai)文斯原(yuan)子(zi)能(neng)(neng)(neng)(neng)”。
當(dang)比我(wo)們的(de)(de)(de)太陽(yang)更大(da)的(de)(de)(de)特(te)定恒星在生(sheng)(sheng)命最后(hou)階段發生(sheng)(sheng)爆炸(zha)時(shi)，自然(ran)界(jie)就會(hui)形成(cheng)黑(hei)洞。它(ta)(ta)們將大(da)量物質(zhi)(zhi)(zhi)濃縮(suo)在非常小(xiao)的(de)(de)(de)空間內(nei)。假(jia)設在大(da)型強(qiang)子(zi)(zi)對(dui)撞機(ji)(ji)內(nei)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)子(zi)(zi)相(xiang)撞產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)中，形成(cheng)了微小(xiao)黑(hei)洞，每(mei)個質(zhi)(zhi)(zhi)子(zi)(zi)擁(yong)有(you)的(de)(de)(de)能量可(ke)跟一只飛行中的(de)(de)(de)蚊子(zi)(zi)相(xiang)當(dang)。天(tian)文學上(shang)的(de)(de)(de)黑(hei)洞比大(da)型強(qiang)子(zi)(zi)對(dui)撞機(ji)(ji)能產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)任何東西的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量更重。據愛因斯坦(tan)的(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)論(lun)描述的(de)(de)(de)重力(li)性質(zhi)(zhi)(zhi)，大(da)型強(qiang)子(zi)(zi)對(dui)撞機(ji)(ji)內(nei)不可(ke)能產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)微小(xiao)黑(hei)洞。然(ran)而一些(xie)純理(li)論(lun)預言大(da)型強(qiang)子(zi)(zi)對(dui)撞機(ji)(ji)能產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)這種粒(li)子(zi)(zi)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品。所有(you)這些(xie)理(li)論(lun)都預測大(da)型強(qiang)子(zi)(zi)對(dui)撞機(ji)(ji)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)此類(lei)粒(li)子(zi)(zi)會(hui)立刻分解。因此它(ta)(ta)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)黑(hei)洞將沒時(shi)間濃縮(suo)物質(zhi)(zhi)(zhi)，產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)肉眼可(ke)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(shou)次(ci)成功測(ce)量到X射線極(ji)亮天(tian)(tian)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)黑(hei)洞(dong)(dong)質(zhi)(zhi)量，在該領域獲得重大突破，將增進(jin)人們(men)對黑(hei)洞(dong)(dong)及(ji)其周圍極(ji)端物理(li)過程的(de)(de)(de)認識。該研究成果2013年11月28日發(fa)表在國際權威雜志(zhi)《自然》上。20世紀90年代以(yi)來，天(tian)(tian)文學(xue)家(jia)陸續在遙(yao)遠(yuan)星系中(zhong)發(fa)現了一(yi)(yi)批(pi)X射線光(guang)度極(ji)高的(de)(de)(de)天(tian)(tian)體(ti)(ti)(ti)，它們(men)可能是人們(men)一(yi)(yi)直(zhi)(zhi)尋(xun)找的(de)(de)(de)中(zhong)等(deng)質(zhi)(zhi)量黑(hei)洞(dong)(dong)，也(ye)可能是具有特殊輻射機(ji)制的(de)(de)(de)幾個(ge)或幾十個(ge)太陽質(zhi)(zhi)量的(de)(de)(de)恒星級黑(hei)洞(dong)(dong)。國際天(tian)(tian)文和天(tian)(tian)體(ti)(ti)(ti)物理(li)界對此(ci)一(yi)(yi)直(zhi)(zhi)難以(yi)定論。由于這類天(tian)(tian)體(ti)(ti)(ti)距離我們(men)十分遙(yao)遠(yuan)，通常(chang)為幾千萬光(guang)年，同時X射線照射黑(hei)洞(dong)(dong)吸積盤而產生的(de)(de)(de)光(guang)污染也(ye)非常(chang)強，因此(ci)測(ce)量極(ji)其困難。
劉繼峰(feng)團隊選取有(you)特(te)色的(de)天(tian)體(ti)目(mu)標(biao)，成(cheng)功申(shen)請到位于(yu)美(mei)國夏威夷的(de)8米大型(xing)雙(shuang)子望遠鏡以及10米凱(kai)克望遠鏡各(ge)20小時的(de)觀測時間(jian)，在(zai)3個月(yue)的(de)時間(jian)跨度上對漩渦星系中(zhong)(zhong)X射線極亮源M101ULX－1進(jin)行了(le)研究，并確(que)認其中(zhong)(zhong)心天(tian)體(ti)為一(yi)個質量與(yu)恒星可比擬的(de)黑洞。這個黑洞加(jia)伴星形成(cheng)的(de)黑洞雙(shuang)星系統位于(yu)2200萬光(guang)年之外(wai)，是人類迄今發現的(de)距離(li)地(di)球最遙遠的(de)黑洞雙(shuang)星。?
2001年1月(yue)，英國圣安德魯大(da)學(xue)(xue)著名理(li)論(lun)物理(li)科學(xue)(xue)家(jia)烏爾(er)夫·利昂哈特宣布他和其(qi)他英國科研人員將在實驗室中制造出一個黑洞，當(dang)時沒有(you)人對此感到驚訝。然而俄《真理(li)報》日前(qian)披露俄羅斯科學(xue)(xue)家(jia)的(de)預言：黑洞不僅可(ke)以(yi)在實驗室中制造出來，而且(qie)50年后，具(ju)有(you)巨大(da)能量的(de)“黑洞炸彈(dan)”將使如(ru) 今人類談虎(hu)色變的(de)“原子彈(dan)”也相形見絀(chu)。
人(ren)(ren)造(zao)(zao)黑(hei)洞(dong)的(de)(de)設想由威廉·昂魯教(jiao)授提(ti)出，他(ta)認為聲波(bo)在(zai)流(liu)體中的(de)(de)表現與光在(zai)黑(hei)洞(dong)中的(de)(de)表現非常相似，如果(guo)使流(liu)體的(de)(de)速(su)度超過(guo)音速(su)，那(nei)么(me)事實上就已經在(zai)該流(liu)體中建立了一個人(ren)(ren)造(zao)(zao)黑(hei)洞(dong)現象。但(dan)利昂哈特博士打算制造(zao)(zao)的(de)(de)人(ren)(ren)造(zao)(zao)黑(hei)洞(dong)由于缺乏足(zu)夠的(de)(de)引力，除了光線外，無法像真正(zheng)的(de)(de)黑(hei)洞(dong)那(nei)樣“吞下周(zhou)圍的(de)(de)所有東西”。
俄(e)羅斯科學家亞力克山大·特(te)羅菲蒙(meng)科認為，能吞噬萬物的(de)(de)真(zhen)正宇宙黑洞(dong)也完(wan)全可(ke)以通過實(shi)驗室(shi)“制(zhi)造出(chu)來”：一(yi)(yi)個原(yuan)子核(he)大小(xiao)的(de)(de)黑洞(dong)，它的(de)(de)能量將超過一(yi)(yi)家核(he)工(gong)廠。如果人類(lei)有一(yi)(yi)天真(zhen)的(de)(de)制(zhi)造出(chu)黑洞(dong)炸彈(dan)，那么一(yi)(yi)顆黑洞(dong)炸彈(dan)爆炸后(hou)產生的(de)(de)能量，將相當于(yu)數顆原(yuan)子彈(dan)同時(shi)爆炸，它至少可(ke)以造成10億人死亡(wang)。”?
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(fa)現(xian)一個星云正在(zai)靠近位于銀河系中央的黑洞并將被其(qi)吞噬。
這是天文(wen)學家(jia)首次觀測(ce)到(dao)黑(hei)洞(dong)“捕捉”星云(yun)的過(guo)程。觀測(ce)顯示，這個星云(yun)的質(zhi)量(liang)約是地球的3倍(bei)，它的位置來逐漸靠近(jin)(jin)“人馬座A星”黑(hei)洞(dong)。這個黑(hei)洞(dong)的質(zhi)量(liang)約是太(tai)陽的400萬倍(bei)，是距離我們最近(jin)(jin)的大型黑(hei)洞(dong)。研究人員分析(xi)認為，到(dao)2013年，這個星云(yun)將(jiang)離黑(hei)洞(dong)非(fei)常近(jin)(jin)，有可能被(bei)黑(hei)洞(dong)逐漸吞噬。?
另外(wai)，黑洞(dong)并不是實(shi)(shi)實(shi)(shi)在(zai)在(zai)的(de)(de)星球，而(er)是一個幾乎(hu)空(kong)空(kong)如(ru)也的(de)(de)天區(qu)。黑洞(dong)又是宇宙中(zhong)(zhong)(zhong)物質密度(du)最高的(de)(de)地方(fang)，地球如(ru)果變成(cheng)黑洞(dong)，只(zhi)有一顆黃(huang)豆那(nei)么大(da)。原來，黑洞(dong)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)物質不是平均分布在(zai)這(zhe)個天區(qu)的(de)(de)，而(er)是集中(zhong)(zhong)(zhong)在(zai)天區(qu)的(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)。這(zhe)個中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)具有極(ji)強的(de)(de)引(yin)(yin)力，任何物體只(zhi)能在(zai)這(zhe)個中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)外(wai)圍(wei)游弋。一旦不慎越過邊界，就會被強大(da)的(de)(de)引(yin)(yin)力拽(zhuai)向(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)，最終化為粉末，落(luo)到黑洞(dong)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)。因此，黑洞(dong)是一個名副其實(shi)(shi)的(de)(de)太空(kong)魔(mo)王。
黑洞(dong)內部(bu)只(zhi)有三個物理(li)量有意義：質(zhi)量、電荷(he)、角(jiao)動(dong)量。
1973年(nian)霍(huo)金、卡特(te)爾(er)（B. Carter）等人嚴格(ge)證明了(le)“黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)無毛定理”：“無論什么樣的(de)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)，其最終性質(zhi)(zhi)僅由幾(ji)個物理量(liang)（質(zhi)(zhi)量(liang)、角動(dong)量(liang)、電荷）惟(wei)一確定”。即(ji)當(dang)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)形成(cheng)之后，只(zhi)剩下(xia)這三(san)個不能變為電磁輻射的(de)守恒(heng)量(liang)，其他一切信息（“毛發”）都喪失了(le)，黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)幾(ji)乎(hu)沒有形成(cheng)它的(de)物質(zhi)(zhi)所具有的(de)任何復(fu)雜性質(zhi)(zhi)，對前身物質(zhi)(zhi)的(de)形狀或成(cheng)分都沒有記(ji)憶。 于是“黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)”的(de)術語發明家惠勒戲稱這特(te)性為“黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)無毛”。
對(dui)(dui)于物(wu)(wu)理學家來說，一(yi)(yi)個黑洞或一(yi)(yi)塊方糖都是極為(wei)復雜的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)體，因為(wei)對(dui)(dui)它們的(de)(de)(de)(de)完整描述(shu)，即(ji)包括它們的(de)(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)和原(yuan)子(zi)核結構在內的(de)(de)(de)(de)描述(shu)，需要有(you)(you)億萬個參量(liang)。與此相比(bi)，一(yi)(yi)個研究黑洞外部(bu)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理學家就(jiu)沒(mei)有(you)(you)這樣(yang)的(de)(de)(de)(de)問題。黑洞是一(yi)(yi)種極其簡(jian)(jian)單的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)體，如果知(zhi)道(dao)了它的(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)、角(jiao)動量(liang)和電(dian)荷，也就(jiu)知(zhi)道(dao)了有(you)(you)關它的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)切。黑洞幾(ji)乎不保持形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)它的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)所(suo)具有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)任何復雜性質(zhi)(zhi)。它對(dui)(dui)前身物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)狀或成(cheng)(cheng)分都沒(mei)有(you)(you)記(ji)憶，它保持的(de)(de)(de)(de)只(zhi)是質(zhi)(zhi)量(liang)、角(jiao)動量(liang)、電(dian)荷。消繁歸簡(jian)(jian)或許是黑洞最(zui)基(ji)本的(de)(de)(de)(de)特征(zheng)。有(you)(you)關黑洞的(de)(de)(de)(de)大(da)多數術語的(de)(de)(de)(de)發(fa)明家約克·惠勒，在60年(nian)前把這種特征(zheng)稱為(wei)“黑洞無毛(mao)”。
超大(da)(da)(da)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)有幾個方(fang)法(fa)。最明顯(xian)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)以緩(huan)慢(man)的(de)(de)(de)吸積（由恒星(xing)的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)小(xiao)開始(shi)）來形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)。另(ling)一個方(fang)法(fa)涉(she)(she)及氣云萎縮(suo)(suo)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)數十萬太陽質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)以上(shang)的(de)(de)(de)相(xiang)對論星(xing)體。該星(xing)體會(hui)(hui)因(yin)其核心產生正(zheng)負電(dian)子對所造成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)徑向擾動而開始(shi)出(chu)現(xian)不穩定狀態，并會(hui)(hui)直(zhi)接(jie)在(zai)(zai)沒有形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)超新星(xing)的(de)(de)(de)情況下萎縮(suo)(suo)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)黑(hei)(hei)洞(dong)。第三個方(fang)法(fa)涉(she)(she)及了正(zheng)在(zai)(zai)核坍縮(suo)(suo)的(de)(de)(de)高密度(du)(du)星(xing)團，它那(nei)負熱容會(hui)(hui)促(cu)使核心的(de)(de)(de)分散速度(du)(du)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)為相(xiang)對論速度(du)(du)。最后(hou)是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)大(da)(da)(da)爆炸(zha)的(de)(de)(de)瞬間從(cong)外壓(ya)制(zhi)造太初黑(hei)(hei)洞(dong)。超大(da)(da)(da)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)黑(hei)(hei)洞(dong)平均密度(du)(du)可以很低，甚(shen)至比(bi)空氣密度(du)(du)還要低。這是(shi)(shi)(shi)因(yin)為史(shi)瓦西半(ban)徑與(yu)其質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)正(zheng)比(bi)，而密度(du)(du)則與(yu)體積成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)反(fan)比(bi)。由于球體（如非(fei)旋轉黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)事件視(shi)界）體積是(shi)(shi)(shi)與(yu)半(ban)徑立方(fang)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)正(zheng)比(bi)，而質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)差不多以直(zhi)線增長(chang)，體積增長(chang)率則會(hui)(hui)更大(da)(da)(da)。故此，密度(du)(du)會(hui)(hui)隨黑(hei)(hei)洞(dong)半(ban)徑增長(chang)而減(jian)少(shao)。在(zai)(zai)黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)中心，是(shi)(shi)(shi)物(wu)(wu)理(li)學(xue)中最為神秘(mi)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)之一——奇點，也就是(shi)(shi)(shi)時間、空間和一切已知(zhi)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)學(xue)法(fa)則土崩(beng)瓦解的(de)(de)(de)所在(zai)(zai)點。?
在熱力學的(de)(de)(de)(de)角度，時(shi)(shi)空也被認為(wei)是全息(xi)圖，根據全息(xi)原理，其內的(de)(de)(de)(de)表面積有(you)關，也可進一(yi)步(bu)解(jie)釋為(wei)熱力學的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間方(fang)向。由于過去和將來(lai)的(de)(de)(de)(de)全息(xi)屏(ping)區域在不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)方(fang)向增(zeng)加(jia)，因此時(shi)(shi)間的(de)(de)(de)(de)方(fang)向可以對應著兩種不(bu)同(tong)類型的(de)(de)(de)(de)全息(xi)屏(ping)。
2016年，科學家杰(jie)希.陳安預言(yan)，黑洞可(ke)能是一個時間靜止的狀態。
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