黑洞是密度超大的星球,吸納一切,光也逃不了.(現在有科學家分析,宇宙中不存在黑洞,這需要進一步的證明,但是我們在學術上可以存在不同的意見)
補註：在空間體積爲無限小（可認爲是0）而注入質量接近無限大的狀況下，磁場無限強化的情況下黑洞真的還有實體存在嗎？
或物質的最終結局不是化爲能量而是成爲無限的場？
發生在黑洞周圍的有趣現象
在你閱讀以下關於黑洞的複雜科學知識以前，先知道兩個發生在黑洞周圍的兩個有趣現象。根據廣義相對論，引力越強，時間越慢。引力越小，時間越快。我們的地球因爲質量較小，從一個地方到另一個地方，引力變化不大，所以時間差距也不大。比如說，喜馬拉雅山的頂部和山底只差幾千億之一秒。黑洞因爲質量巨大，從一個地方到另一個地方，引力變化非常巨大，所以時間差距也巨大。如果喜馬拉亞山處在黑洞周圍，當一羣登山運動員從山底出發，比如說他們所處的時間是2005年。當他們登頂後，他們發現山頂的時間是2000年。
另外一個有趣的現象是根據廣義相對論，引力越強，時間越慢，物體的長度也縮小。假如銀河系被一個黑洞所吸引，在被吸收的過程中，銀河系會變成一個米粒大小的東西。銀河系裏的一切東西包括地球都按相同比例縮小。所以在地球上的人看來，銀河系依舊是浩瀚無邊。地球上的人依舊照常上班學習，跟他們在正常情況下一樣。因爲在他們看來，周圍的人和物體和他們的大小比例關係不變。他們渾然不知這一切都發生一個米粒大的世界裏。
旦因爲黑洞周圍引力巨大，任何物體都不能長時間待留。假如銀河系被一個黑洞所吸引，地球上的人只有幾秒的時間去體驗第一個現象。
首先,對黑洞進行一下形象的說明:
黑洞有巨大的引力,連光都被它吸引.黑洞中隱匿着巨大的引力場，這種引力大到任何東西，甚至連光，都難逃黑洞的手掌心。黑洞不讓任何其邊界以內的任何事物被外界看見，這就是這種物體被稱爲“黑洞”的緣故。我們無法通過光的反射來觀察它，只能通過受其影響的周圍物體來間接瞭解黑洞。據猜測，黑洞是死亡恆星或爆炸氣團的剩餘物，是在特殊的大質量超巨星坍塌收縮時產生的。另外，黑洞必須是一顆質量大於錢德拉塞卡極限的恆星演化而成的，質量小於錢德拉塞卡極限的恆星是無法形成黑洞的．（參考：《宇宙簡史》——霍金·著）
再從物理學觀點來解釋一下:
黑洞其實也是個星球(類似星球),只不過它的密度非常非常大, 靠近它的物體都被它的引力所約束(就好像人在地球上沒有飛走一樣),不管用多大的速度都無法脫離。對於地球來說，以第二宇宙速度（11.2km/s）來飛行就可以逃離地球，但是對於黑洞來說，它的第二宇宙速度之大，竟然超越了光速，所以連光都跑不出來，於是射進去的光沒有反射回來，我們的眼睛就看不到任何東西，只是黑色一片。
1783年劍橋的學監約翰*米歇爾在《倫敦皇家學會哲學學報》上發表一篇文章。他指出，一個質量足夠大並足夠緊緻的恆星會有如此強大的引力牆，以至於連光線都不能逃逸——任何叢恆星表面發出的光，還沒到達遠處即被恆星的吸引力吸引回來。米歇爾暗示，可能存在這樣大量的恆星，雖然由於它們發出的光不會到達我們這裏。所以，我們不能看到它們，但我們仍然可以感到它們引力的吸引作用。這正是我們現在稱爲黑洞的物體。因爲黑洞是不可見的，所以有人一直置疑，黑洞是否真的存在。如果真的存在，它們到底在哪裏？
黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程；恆星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮，發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止，被壓縮成一個密實的星球。但在黑洞情況下，由於恆星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾爲粉末，剩下來的是一個密度高到難以想象的物質。任何靠近它的物體都會被它吸進去，黑洞就變得像真空吸塵器一樣
爲了理解黑洞的動力學和理解它們是怎樣使內部的所有事物逃不出邊界，我們需要討論廣義相對論。廣義相對論是愛因斯坦創建的引力學說，適用於行星、恆星，也適用於黑洞。愛因斯坦在1916年提出來的這一學說，說明空間和時間是怎樣因大質量物體的存在而發生畸變。簡言之，廣義相對論說物質彎曲了空間，而空間的彎曲又反過來影響穿越空間的物體的運動。
讓我們看一看愛因斯坦的模型是怎樣工作的。首先，考慮時間（空間的三維是長、寬、高）是現實世界中的第四維（雖然難於在平常的三個方向之外再畫出一個方向，但我們可以盡力去想象）。其次，考慮時空是一張巨大的繃緊了的體操表演用的彈簧牀的牀面。
愛因斯坦的學說認爲質量使時空彎曲。我們不妨在彈簧牀的牀面上放一塊大石頭來說明這一情景：石頭的重量使得繃緊了的牀面稍微下沉了一些，雖然彈簧牀面基本上仍舊是平整的，但其中央仍稍有下凹。如果在彈簧牀中央放置更多的石塊，則將產生更大的效果，使牀面下沉得更多。事實上，石頭越多，彈簧牀面彎曲得越厲害。
同樣的道理，宇宙中的大質量物體會使宇宙結構發生畸變。正如10塊石頭比1塊石頭使彈簧牀面彎曲得更厲害一樣，質量比太陽大得多的天體比等於或小於一個太陽質量的天體使空間彎曲得厲害地多。
如果一個網球在一張繃緊了的平坦的彈簧牀上滾動，它將沿直線前進。反之，如果它經過一個下凹的地方 ，則它的路徑呈弧形。同理，天體穿行時空的平坦區域時繼續沿直線前進，而那些穿越彎曲區域的天體將沿彎曲的軌跡前進。
現在再來看看黑洞對於其周圍的時空區域的影響。設想在彈簧牀面上放置一塊質量非常大的石頭代表密度極大的黑洞。自然，石頭將大大地影響牀面，不僅會使其表面彎曲下陷，還可能使牀面發生斷裂。類似的情形同樣可以宇宙出現，若宇宙中存在黑洞，則該處的宇宙結構將被撕裂。這種時空結構的破裂叫做時空的奇異性或奇點。
現在我們來看看爲什麼任何東西都不能從黑洞逃逸出去。正如一個滾過彈簧牀面的網球，會掉進大石頭形成的深洞一樣，一個經過黑洞的物體也會被其引力陷阱所捕獲。而且，若要挽救運氣不佳的物體需要無窮大的能量。
我們已經說過，沒有任何能進入黑洞而再逃離它的東西。但科學家認爲黑洞會緩慢地釋放其能量。著名的英國物理學家霍金在1974年證明黑洞有一個不爲零的溫度，有一個比其周圍環境要高一些的溫度。依照物理學原理，一切比其周圍溫度高的物體都要釋放出熱量，同樣黑洞也不例外。一個黑洞會持續幾百萬萬億年散發能量，黑洞釋放能量稱爲：霍金輻射。黑洞散盡所有能量就會消失。
處於時間與空間之間的黑洞，使時間放慢腳步，使空間變得有彈性，同時吞進所有經過它的一切。1969年，美國物理學家約翰 阿提 惠勒將這種貪得無厭的空間命名爲“黑洞”。
我們都知道因爲黑洞不能反射光，所以看不見。在我們的腦海中黑洞可能是遙遠而又漆黑的。但英國著名物理學家霍金認爲黑洞並不如大多數人想象中那樣黑。通過科學家的觀測，黑洞周圍存在輻射，而且很可能來自於黑洞，也就是說，黑洞可能並沒有想象中那樣黑。霍金指出黑洞的放射性物質來源是一種實粒子，這些粒子在太空中成對產生，不遵從通常的物理定律。而且這些粒子發生碰撞後，有的就會消失在茫茫太空中。一般說來，可能直到這些粒子消失時，我們都未曾有機會看到它們。
霍金還指出，黑洞產生的同時，實粒子就會相應成對出現。其中一個實粒子會被吸進黑洞中，另一個則會逃逸，一束逃逸的實粒子看起來就像光子一樣。對觀察者而言，看到逃逸的實粒子就感覺是看到來自黑洞中的射線一樣。
所以，引用霍金的話就是“黑洞並沒有想象中的那樣黑”，它實際上還發散出大量的光子。
根據愛因斯坦的能量與質量守恆定律。當物體失去能量時，同時也會失去質量。黑洞同樣遵從能量與質量守恆定律，當黑洞失去能量時，黑洞也就不存在了。霍金預言，黑洞消失的一瞬間會產生劇烈的爆炸，釋放出的能量相當於數百萬顆氫彈的能量。
但你不要滿懷期望地擡起頭，以爲會看到一場煙花表演。事實上，黑洞爆炸後，釋放的能量非常大，很有可能對身體是有害的。而且，能量釋放的時間也非常長，有的會超過100億至200億年，比我們宇宙的歷史還長，而徹底散盡能量則需要數萬億年的時間
“黑洞”很容易讓人望文生義地想象成一個“大黑窟窿”，其實不然。所謂“黑洞”，就是這樣一種天體：它的引力場是如此之強，就連光也不能逃脫出來。
根據廣義相對論，引力場將使時空彎曲。當恆星的體積很大時，它的引力場對時空幾乎沒什麼影響，從恆星表面上某一點發的光可以朝任何方向沿直線射出。而恆星的半徑越小，它對周圍的時空彎曲作用就越大，朝某些角度發出的光就將沿彎曲空間返回恆星表面。
等恆星的半徑小於一特定值（天文學上叫“施瓦西半徑”）時，就連垂直表面發射的光都被捕獲了。到這時，恆星就變成了黑洞。說它“黑”，是指任何物質一旦掉進去，就再不能逃出，包括光。實際上黑洞真正是“隱形”的，等一會兒我們會講到。
黑洞的形成
跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由恆星演化而來的。
當一顆恆星衰老時，它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料（氫），由中心產生的能量已經不多了。這樣，它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，直到最後形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。
質量小一些的恆星主要演化成白矮星，質量比較大的恆星則有可能形成中子星。而根據科學家的計算，中子星的總質量不能大於三倍太陽的質量。如果超過了這個值，那麼將再沒有什麼力能與自身重力相抗衡了，從而引發另一次大坍縮。
這次，根據科學家的猜想，物質將不可阻擋地向着中心點進軍，直至成爲一個體積很小、密度趨向很大。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小於史瓦西半徑)，正象我們上面介紹的那樣，巨大的引力就使得即使光也無法向外射出，從而切斷了恆星與外界的一切聯繫——“黑洞”誕生了。
除星體的終結可能產生黑洞外,還有一種特殊的黑洞——量子黑洞。這種黑洞很特殊，其史瓦西半徑很小很小，能達到十的負二十幾次方米，比一個原子還要小。與平常的黑洞不同，它並不是由很大質量的星體塌縮而形成的，而是原子塌縮而成的，因此只有一種條件下才會創造量子黑洞——大爆炸。在宇宙創生初期，巨大的溫度和壓力將單個原子或原子團壓縮成爲許多量子黑洞。而這種黑洞幾乎是不可能觀測到或找到的，它目前只存在於理論中。
特殊的黑洞
與別的天體相比，黑洞是顯得太特殊了。例如，黑洞有“隱身術”，人們無法直接觀察到它，連科學家都只能對它內部結構提出各種猜想。那麼，黑洞是怎麼把自己隱藏起來的呢？答案就是——彎曲的空間。我們都知道，光是沿直線傳播的。這是一個最基本的常識。可是根據廣義相對論，空間會在引力場作用下彎曲。這時候，光雖然仍然沿任意兩點間的最短距離傳播，但走的已經不是直線，而是曲線。形象地講，好像光本來是要走直線的，只不過強大的引力把它拉得偏離了原來的方向。
在地球上，由於引力場作用很小，這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周圍，空間的這種變形非常大。這樣，即使是被黑洞擋着的恆星發出的光，雖然有一部分會落入黑洞中消失，可另一部分光線會通過彎曲的空間中繞過黑洞而到達地球。所以，我們可以毫不費力地觀察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一樣，這就是黑洞的隱身術。
更有趣的是，有些恆星不僅是朝着地球發出的光能直接到達地球，它朝其它方向發射的光也可能被附近的黑洞的強引力折射而能到達地球。這樣我們不僅能看見這顆恆星的“臉”，還同時看到它的側面、甚至後背！
“黑洞”無疑是本世紀最具有挑戰性、也最讓人激動的天文學說之一。許多科學家正在爲揭開它的神祕面紗而辛勤工作着，新的理論也不斷地提出。不過，這些當代天體物理學的最新成果不是在這裏三言兩語能說清楚的。有興趣的朋友可以去參考專門的論著。
按組成來劃分，黑洞可以分爲兩大類。一是暗能量黑洞，二是物理黑洞。暗能量黑洞主要由高速旋轉的巨大的暗能量組成，它內部沒有巨大的質量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋轉，其內部產生巨大的負壓以吞噬物體，從而形成黑洞，詳情請看宇“宙黑洞論”。暗能量黑洞是星系形成的基礎，也是星團、星系團形成的基礎。物理黑洞由一顆或多顆天體坍縮形成，具有巨大的質量。當一個物理黑洞的質量等於或大於一個星系的質量時，我們稱之爲奇點黑洞。暗能量黑洞的體積很大，可以有太陽系那般大。但物理黑洞的體積卻非常小，它可以縮小到一個奇點。
黑洞吸積
黑洞通常是因爲它們聚攏周圍的氣體產生輻射而被發現的，這一過程被稱爲吸積。高溫氣體輻射熱能的效率會嚴重影響吸積流的幾何與動力學特性。目前觀測到了輻射效率較高的薄盤以及輻射效率較低的厚盤。當吸積氣體接近中央黑洞時，它們產生的輻射對黑洞的自轉以及視界的存在極爲敏感。對吸積黑洞光度和光譜的分析爲旋轉黑洞和視界的存在提供了強有力的證據。數值模擬也顯示吸積黑洞經常出現相對論噴流也部分是由黑洞的自轉所驅動的。
天體物理學家用“吸積”這個詞來描述物質向中央引力體或者是中央延展物質系統的流動。吸積是天體物理中最普遍的過程之一，而且也正是因爲吸積才形成了我們周圍許多常見的結構。在宇宙早期，當氣體朝由暗物質造成的引力勢阱中心流動時形成了星系。即使到了今天，恆星依然是由氣體雲在其自身引力作用下坍縮碎裂，進而通過吸積周圍氣體而形成的。行星——包括地球——也是在新形成的恆星周圍通過氣體和岩石的聚集而形成的。但是當中央天體是一個黑洞時，吸積就會展現出它最爲壯觀的一面。
然而黑洞並不是什麼都吸收的,它也往外邊散發質子.
爆炸的黑洞
黑洞會發出耀眼的光芒，體積會縮小，甚至會爆炸。當英國物理學家史迪芬·霍金於1974年做此語言時，整個科學界爲之震動。黑洞曾被認爲是宇宙最終的沉澱所：沒有什麼可以逃出黑洞，它們吞噬了氣體和星體，質量增大，因而洞的體積只會增大，霍金的理論是受靈感支配的思維的飛躍，他結合了廣義相對論和量子理論。他發現黑洞周圍的引力場釋放出能量，同時消耗黑洞的能量和質量，這種“霍金輻射”對大多數黑洞來說可以忽略不計，而小黑洞則以極高的速度輻射能量，直到黑洞的爆炸。
奇妙的萎縮的黑洞
當一個粒子從黑洞逃逸而沒有償還它借來的能量，黑洞就會從它的引力場中喪失同樣數量的能量，而愛因斯坦的公式E=mc^2表明，能量的損失會導致質量的損失。因此，黑洞將變輕變小。
沸騰直至毀滅
所有的黑洞都會蒸發，只不過大的黑洞沸騰得較慢，它們的輻射非常微弱，因此另人難以覺察。但是隨着黑洞逐漸變小，這個過程會加速，以至最終失控。黑洞委瑣時，引力並也會變陡，產生更多的逃逸粒子，從黑洞中掠奪的能量和質量也就越多。黑洞委瑣的越來越快，促使蒸發的速度變得越來越快，周圍的光環變得更亮、更熱，當溫度達到10^15℃時，黑洞就會在爆炸中毀滅。
關於黑洞的文章：
自古以來，人類便一直夢想飛上藍天，可沒人知道在湛藍的天幕之外還有一個碩大的黑色空間。在這個空間有光，有水，有生命。我們美麗的地球也是其中的一員。雖然宇宙是如此絢爛多彩，但在這裏也同樣是危機四伏的。小行星，紅巨星，超新星大爆炸，黑洞……
黑洞，顧名思義就是看不見的具有超強吸引力的物質。自從愛因斯坦和霍金通過猜測並進行理論推導出有這樣一種物質之後，科學家們就在不斷的探尋，求索，以避免我們的星球被毀滅。
黑洞與地球毀滅的關係
黑洞，實際上是一團質量很大的物質，其引力極大（仡今爲止還未發現有比它引力更大的物質），形成一個深井。它是由質量和密度極大的恆星不斷坍縮而形成的，當恆星內部的物質核心發生極不穩定變化之後會形成一個稱爲“奇點”的孤立點（有關細節請查閱愛因斯坦的廣義相對論）。他會將一切進入視界的物質吸入，任何東西不能從那裏逃脫出來（包括光）。他沒有具體形狀，也無法看見它，只能根據周圍行星的走向來判斷它的存在。也許你會因爲它的神祕莫測而嚇的大叫起來，但實際上根本用不着過分擔心，雖然它有強大的吸引力但與此同時這也是判斷它位置的一個重要證據，就算它對距地球極近的物質產生影響時，我們也還有足夠的時間挽救，因爲那時它的“正式邊界”還離我們很遠。況且，恆星坍縮後大部分都會成爲中子星或白矮星。但這並不意味着我們就可以放鬆警惕了（誰知道下一刻被吸入的會不會是我們呢？），這也是人類研究它的原因之一。
恆星,白矮星,中子星,夸克星,黑洞是依次的五個密度當量星體,密度最小的當然是恆星,黑洞是物質的終極形態,黑洞之後就會發生宇宙大爆炸,能量釋放出去後,又進入一個新的循環.
另外黑洞在網絡中指電子郵件消息丟失或Usenet公告消失的地方。
黑洞名稱的提出
黑洞這一術語是不久以前纔出現的。它是1969年美國科學家約翰·惠勒爲形象描述至少可回溯到200年前的這個思想時所杜撰的名字。那時候，共有兩種光理論：一種是牛頓贊成的光的微粒說；另一種是光的波動說。我們現在知道，實際上這兩者都是正確的。由於量子力學的波粒二象性，光既可認爲是波，也可認爲是粒子。在光的波動說中，不清楚光對引力如何響應。但是如果光是由粒子組成的，人們可以預料，它們正如同炮彈、火箭和行星那樣受引力的影響。起先人們以爲，光粒子無限快地運動，所以引力不可能使之慢下來，但是羅麥關於光速度有限的發現表明引力對之可有重要效應。
1783年，劍橋的學監約翰·米歇爾在這個假定的基礎上，在《倫敦皇家學會哲學學報》上發表了一篇文章。他指出，一個質量足夠大並足夠緊緻的恆星會有如此強大的引力場，以致於連光線都不能逃逸——任何從恆星表面發出的光，還沒到達遠處即會被恆星的引力吸引回來。米歇爾暗示，可能存在大量這樣的恆星，雖然會由於從它們那裏發出的光不會到達我們這兒而使我們不能看到它們，但我們仍然可以感到它們的引力的吸引作用。這正是我們現在稱爲黑洞的物體。它是名符其實的——在空間中的黑的空洞。幾年之後，法國科學家拉普拉斯侯爵顯然獨自提出和米歇爾類似的觀念。非常有趣的是，拉普拉斯只將此觀點納入他的《世界系統》一書的第一版和第二版中，而在以後的版本中將其刪去，可能他認爲這是一個愚蠢的觀念。（此外，光的微粒說在19世紀變得不時髦了；似乎一切都可以以波動理論來解釋，而按照波動理論，不清楚光究竟是否受到引力的影響。）
事實上，因爲光速是固定的，所以，在牛頓引力論中將光類似炮彈那樣處理實在很不協調。（從地面發射上天的炮彈由於引力而減速，最後停止上升並折回地面；然而，一個光子必須以不變的速度繼續向上，那麼牛頓引力對於光如何發生影響呢？）直到1915年愛因斯坦提出廣義相對論之前，一直沒有關於引力如何影響光的協調的理論。甚至又過了很長時間，這個理論對大質量恆星的含意才被理解。
爲了理解黑洞是如何形成的，我們首先需要理解一個恆星的生命週期。起初，大量的氣體（大部分爲氫）受自身的引力吸引，而開始向自身坍縮而形成恆星。當它收縮時，氣體原子相互越來越頻繁地以越來越大的速度碰撞——氣體的溫度上升。最後，氣體變得如此之熱，以至於當氫原子碰撞時，它們不再彈開而是聚合形成氦。如同一個受控氫彈爆炸，反應中釋放出來的熱使得恆星發光。這增添的熱又使氣體的壓力升高，直到它足以平衡引力的吸引，這時氣體停止收縮。這有一點像氣球——內部氣壓試圖使氣球膨脹，橡皮的張力試圖使氣球縮小，它們之間存在一個平衡。從核反應發出的熱和引力吸引的平衡，使恆星在很長時間內維持這種平衡。然而，最終恆星會耗盡了它的氫和其他核燃料。貌似大謬，其實不然的是，恆星初始的燃料越多，它則燃盡得越快。這是因爲恆星的質量越大，它就必須越熱才足以抵抗引力。而它越熱，它的燃料就被用得越快。我們的太陽大概足夠再燃燒50多億年，但是質量更大的恆星可以在1億年這麼短的時間內用盡其燃料， 這個時間尺度比宇宙的年齡短得多了。當恆星耗盡了燃料，它開始變冷並開始收縮。隨後發生的情況只有等到本世紀20年代末才初次被人們理解。
1928年，一位印度研究生——薩拉瑪尼安·強德拉塞卡——乘船來英國劍橋跟英國天文學家阿瑟·愛丁頓爵士（一位廣義相對論家）學習。（據記載，在本世紀20年代初有一位記者告訴愛丁頓，說他聽說世界上只有三個人能理解廣義相對論，愛丁頓停了一下，然後回答：“我正在想這第三個人是誰”。）在他從印度來英的旅途中，強德拉塞卡算出在耗盡所有燃料之後，多大的恆星可以繼續對抗自己的引力而維持自己。這個思想是說：當恆星變小時，物質粒子靠得非常近，而按照泡利不相容原理，它們必須有非常不同的速度。這使得它們互相散開並企圖使恆星膨脹。一顆恆星可因引力作用和不相容原理引起的排斥力達到平衡而保持其半徑不變，正如在它的生命的早期引力被熱所平衡一樣。
然而，強德拉塞卡意識到，不相容原理所能提供的排斥力有一個極限。恆星中的粒子的最大速度差被相對論限制爲光速。這意味着，恆星變得足夠緊緻之時，由不相容原理引起的排斥力就會比引力的作用小。強德拉塞卡計算出；一個大約爲太陽質量一倍半的冷的恆星不能支持自身以抵抗自己的引力。（這質量現在稱爲強德拉塞卡極限。）蘇聯科學家列夫·達維多維奇·蘭道幾乎在同時也得到了類似的發現。
這對大質量恆星的最終歸宿具有重大的意義。如果一顆恆星的質量比強德拉塞卡極限小，它最後會停止收縮並終於變成一顆半徑爲幾千英哩和密度爲每立方英寸幾百噸的“白矮星”。白矮星是它物質中電子之間的不相容原理排斥力所支持的。我們觀察到大量這樣的白矮星。第一顆被觀察到的是繞着夜空中最亮的恆星——天狼星轉動的那一顆。
蘭道指出，對於恆星還存在另一可能的終態。其極限質量大約也爲太陽質量的一倍或二倍，但是其體積甚至比白矮星還小得多。這些恆星是由中子和質子之間，而不是電子之間的不相容原理排斥力所支持。所以它們被叫做中子星。它們的半徑只有10英哩左右，密度爲每立方英寸幾億噸。在中子星被第一次預言時，並沒有任何方法去觀察它。實際上，很久以後它們才被觀察到。
另一方面，質量比強德拉塞卡極限還大的恆星在耗盡其燃料時，會出現一個很大的問題：在某種情形下，它們會爆炸或拋出足夠的物質，使自己的質量減少到極限之下，以避免災難性的引力坍縮。但是很難令人相信，不管恆星有多大，這總會發生。怎麼知道它必須損失重量呢？即使每個恆星都設法失去足夠多的重量以避免坍縮，如果你把更多的質量加在白矮星或中子星上，使之超過極限將會發生什麼？它會坍縮到無限密度嗎？愛丁頓爲此感到震驚，他拒絕相信強德拉塞卡的結果。愛丁頓認爲，一顆恆星不可能坍縮成一點。這是大多數科學家的觀點：愛因斯坦自己寫了一篇論文，宣佈恆星的體積不會收縮爲零。其他科學家，尤其是他以前的老師、恆星結構的主要權威——愛丁頓的敵意使強德拉塞卡拋棄了這方面的工作，轉去研究諸如恆星團運動等其他天文學問題。然而，他獲得1983年諾貝爾獎，至少部分原因在於他早年所做的關於冷恆星的質量極限的工作。
強德拉塞卡指出，不相容原理不能夠阻止質量大於強德拉塞卡極限的恆星發生坍縮。但是，根據廣義相對論，這樣的恆星會發生什麼情況呢？這個問題被一位年輕的美國人羅伯特·奧本海默於1939年首次解決。然而，他所獲得的結果表明，用當時的望遠鏡去觀察不會再有任何結果。以後，因第二次世界大戰的干擾，奧本海默本人非常密切地捲入到原子彈計劃中去。戰後，由於大部分科學家被吸引到原子和原子核尺度的物理中去，因而引力坍縮的問題被大部分人忘記了。
現在，我們從奧本海默的工作中得到一幅這樣的圖象：恆星的引力場改變了光線的路徑，使之和原先沒有恆星情況下的路徑不一樣。光錐是表示光線從其頂端發出後在空間——時間裏傳播的軌道。光錐在恆星表面附近稍微向內偏折，在日食時觀察遠處恆星發出的光線，可以看到這種偏折現象。當該恆星收縮時，其表面的引力場變得很強，光線向內偏折得更多，從而使得光線從恆星逃逸變得更爲困難。對於在遠處的觀察者而言，光線變得更黯淡更紅。最後，當這恆星收縮到某一臨界半徑時，表面的引力場變得如此之強，使得光錐向內偏折得這麼多，以至於光線再也逃逸不出去 。根據相對論，沒有東西會走得比光還快。這樣，如果光都逃逸不出來，其他東西更不可能逃逸，都會被引力拉回去。也就是說，存在一個事件的集合或空間——時間區域，光或任何東西都不可能從該區域逃逸而到達遠處的觀察者。現在我們將這區域稱作黑洞，將其邊界稱作事件視界，它和剛好不能從黑洞逃逸的光線的軌跡相重合。
當你觀察一個恆星坍縮並形成黑洞時，爲了理解你所看到的情況，切記在相對論中沒有絕對時間。每個觀測者都有自己的時間測量。由於恆星的引力場，在恆星上某人的時間將和在遠處某人的時間不同。假定在坍縮星表面有一無畏的航天員和恆星一起向內坍縮，按照他的表，每一秒鐘發一信號到一個繞着該恆星轉動的空間飛船上去。在他的表的某一時刻，譬如11點鐘，恆星剛好收縮到它的臨界半徑，此時引力場強到沒有任何東西可以逃逸出去，他的信號再也不能傳到空間飛船了。當11點到達時，他在空間飛船中的夥伴發現，航天員發來的一串信號的時間間隔越變越長。但是這個效應在10點59分59秒之前是非常微小的。在收到10點59分58秒和10點59分59秒發出的兩個信號之間，他們只需等待比一秒鐘稍長一點的時間，然而他們必須爲11點發出的信號等待無限長的時間。按照航天員的手錶，光波是在10點59分59秒和11點之間由恆星表面發出；從空間飛船上看，那光波被散開到無限長的時間間隔裏。在空間飛船上收到這一串光波的時間間隔變得越來越長，所以恆星來的光顯得越來越紅、越來越淡，最後，該恆星變得如此之朦朧，以至於從空間飛船上再也看不見它，所餘下的只是空間中的一個黑洞。然而，此恆星繼續以同樣的引力作用到空間飛船上，使飛船繼續繞着所形成的黑洞旋轉。
但是由於以下的問題，使得上述情景不是完全現實的。你離開恆星越遠則引力越弱，所以作用在這位無畏的航天員腳上的引力總比作用到他頭上的大。在恆星還未收縮到臨界半徑而形成事件視界之前，這力的差就已經將我們的航天員拉成意大利麪條那樣，甚至將他撕裂！然而，我們相信，在宇宙中存在質量大得多的天體，譬如星系的中心區域，它們遭受到引力坍縮而產生黑洞；一位在這樣的物體上面的航天員在黑洞形成之前不會被撕開。事實上，當他到達臨界半徑時，不會有任何異樣的感覺，甚至在通過永不回返的那一點時，都沒注意到。但是，隨着這區域繼續坍縮，只要在幾個鐘頭之內，作用到他頭上和腳上的引力之差會變得如此之大，以至於再將其撕裂。
羅傑·彭羅斯和我在1965年和1970年之間的研究指出，根據廣義相對論，在黑洞中必然存在無限大密度和空間——時間曲率的奇點。這和時間開端時的大爆炸相當類似，只不過它是一個坍縮物體和航天員的時間終點而已。在此奇點，科學定律和我們預言將來的能力都失效了。然而，任何留在黑洞之外的觀察者，將不會受到可預見性失效的影響，因爲從奇點出發的不管是光還是任何其他信號都不能到達他那兒。這令人驚奇的事實導致羅傑·彭羅斯提出了宇宙監督猜測，它可以被意譯爲：“上帝憎惡裸奇點。”換言之，由引力坍縮所產生的奇點只能發生在像黑洞這樣的地方，在那兒它被事件視界體面地遮住而不被外界看見。嚴格地講，這是所謂弱的宇宙監督猜測：它使留在黑洞外面的觀察者不致受到發生在奇點處的可預見性失效的影響，但它對那位不幸落到黑洞裏的可憐的航天員卻是愛莫能助。
廣義相對論方程存在一些解，這些解使得我們的航天員可能看到裸奇點。他也許能避免撞到奇點上去，而穿過一個“蟲洞”來到宇宙的另一區域。看來這給空間——時間內的旅行提供了巨大的可能性。但是不幸的是，所有這些解似乎都是非常不穩定的；最小的干擾，譬如一個航天員的存在就會使之改變，以至於他還沒能看到此奇點，就撞上去而結束了他的時間。換言之，奇點總是發生在他的將來，而從不會在過去。強的宇宙監督猜測是說，在一個現實的解裏，奇點總是或者整個存在於將來（如引力坍縮的奇點），或者整個存在於過去（如大爆炸）。因爲在接近裸奇點處可能旅行到過去，所以宇宙監督猜測的某種形式的成立是大有希望的。這對科學幻想作家而言是不錯的，它表明沒有任何一個人的生命曾經平安無事：有人可以回到過去，在你投胎之前殺死你的父親或母親！
事件視界，也就是空間——時間中不可逃逸區域的邊界，正如同圍繞着黑洞的單向膜：物體，譬如不謹慎的航天員，能通過事件視界落到黑洞裏去，但是沒有任何東西可以通過事件視界而逃離黑洞。（記住事件視界是企圖逃離黑洞的光的空間——時問軌道，沒有任何東西可以比光運動得更快。）人們可以將詩人但丁針對地獄入口所說的話恰到好處地用於事件視界：“從這兒進去的人必須拋棄一切希望。”任何東西或任何人一旦進入事件視界，就會很快地到達無限緻密的區域和時間的終點。
廣義相對論預言，運動的重物會導致引力波的輻射，那是以光的速度傳播的空間——時間曲率的漣漪。引力波和電磁場的漣漪光波相類似，但是要探測到它則困難得多。就像光一樣，它帶走了發射它們的物體的能量。因爲任何運動中的能量都會被引力波的輻射所帶走，所以可以預料，一個大質量物體的系統最終會趨向於一種不變的狀態。（這和扔一塊軟木到水中的情況相當類似，起先翻上翻下折騰了好一陣，但是當漣漪將其能量帶走，就使它最終平靜下來。）例如，繞着太陽公轉的地球即產生引力波。其能量損失的效應將改變地球的軌道，使之逐漸越來越接近太陽，最後撞到太陽上，以這種方式歸於最終不變的狀態。在地球和太陽的情形下能量損失率非常小——大約只能點燃一個小電熱器， 這意味着要用大約1幹億億億年地球纔會和太陽相撞，沒有必要立即去爲之擔憂！地球軌道改變的過程極其緩慢，以至於根本觀測不到。但幾年以前，在稱爲PSR1913＋16（PSR表示“脈衝星”，一種特別的發射出無線電波規則脈衝的中子星）的系統中觀測到這一效應。此係統包含兩個互相圍繞着運動的中子星，由於引力波輻射，它們的能量損失，使之相互以螺旋線軌道靠近。
在恆星引力坍縮形成黑洞時，運動會更快得多，這樣能量被帶走的速率就高得多。所以不用太長的時間就會達到不變的狀態。這最終的狀態將會是怎樣的呢？人們會以爲它將依賴於形成黑洞的恆星的所有的複雜特徵——不僅僅它的質量和轉動速度，而且恆星不同部分的不同密度以及恆星內氣體的複雜運動。如果黑洞就像坍縮形成它們的原先物體那樣變化多端，一般來講，對之作任何預言都將是非常困難的。
然而，加拿大科學家外奈·伊斯雷爾（他生於柏林，在南非長大，在愛爾蘭得到博士）在1967年使黑洞研究發生了徹底的改變。他指出，根據廣義相對論，非旋轉的黑洞必須是非常簡單、完美的球形；其大小隻依賴於它們的質量，並且任何兩個這樣的同質量的黑洞必須是等同的。事實上，它們可以用愛因斯坦的特解來描述，這個解是在廣義相對論發現後不久的1917年卡爾·施瓦茲席爾德找到的。一開始，許多人（其中包括伊斯雷爾自己）認爲，既然黑洞必須是完美的球形，一個黑洞只能由一個完美球形物體坍縮而形成。所以，任何實際的恆星——從來都不是完美的球形——只會坍縮形成一個裸奇點。
然而，對於伊斯雷爾的結果，一些人，特別是羅傑·彭羅斯和約翰·惠勒提倡一種不同的解釋。他們論證道，牽涉恆星坍縮的快速運動表明，其釋放出來的引力波使之越來越近於球形，到它終於靜態時，就變成準確的球形。按照這種觀點，任何非旋轉恆星，不管其形狀和內部結構如何複雜，在引力坍縮之後都將終結於一個完美的球形黑洞，其大小隻依賴於它的質量。這種觀點得到進一步的計算支持，並且很快就爲大家所接受。
伊斯雷爾的結果只處理了由非旋轉物體形成的黑洞。1963年，新西蘭人羅伊·克爾找到了廣義相對論方程的描述旋轉黑洞的一族解。這些“克爾”黑洞以恆常速度旋轉，其大小與形狀只依賴於它們的質量和旋轉的速度。如果旋轉爲零，黑洞就是完美的球形，這解就和施瓦茲席爾德解一樣。如果有旋轉，黑洞的赤道附近就鼓出去（正如地球或太陽由於旋轉而鼓出去一樣），而旋轉得越快則鼓得越多。由此人們猜測，如將伊斯雷爾的結果推廣到包括旋轉體的情形，則任何旋轉物體坍縮形成黑洞後，將最後終結於由克爾解描述的一個靜態。
黑洞是科學史上極爲罕見的情形之一，在沒有任何觀測到的證據證明其理論是正確的情形下，作爲數學的模型被發展到非常詳盡的地步。的確，這經常是反對黑洞的主要論據：你怎麼能相信一個其依據只是基於令人懷疑的廣義相對論的計算的對象呢？然而，1963年，加利福尼亞的帕羅瑪天文臺的天文學家馬丁·施密特測量了在稱爲3C273（即是劍橋射電源編目第三類的273號）射電源方向的一個黯淡的類星體的紅移。他發現引力場不可能引起這麼大的紅移——如果它是引力紅移，這類星體必須具有如此大的質量，並離我們如此之近，以至於會干擾太陽系中的行星軌道。這暗示此紅移是由宇宙的膨脹引起的，進而表明此物體離我們非常遠。由於在這麼遠的距離還能被觀察到，它必須非常亮，也就是必須輻射出大量的能量。人們會想到，產生這麼大量能量的唯一機制看來不僅僅是一個恆星，而是一個星系的整個中心區域的引力坍縮。人們還發現了許多其他類星體，它們都有很大的紅移。但是它們都離開我們太遠了，所以對之進行觀察太困難，以至於不能給黑洞提供結論性的證據。
1967年，劍橋的一位研究生約瑟琳·貝爾發現了天空發射出無線電波的規則脈衝的物體，這對黑洞的存在的預言帶來了進一步的鼓舞。起初貝爾和她的導師安東尼·赫維許以爲，他們可能和我們星系中的外星文明進行了接觸！我的確記得在宣佈他們發現的討論會上，他們將這四個最早發現的源稱爲LGM1－4，LGM表示“小綠人”（“Little Green Man”）的意思。然而，最終他們和所有其他人都得到了不太浪漫的結論，這些被稱爲脈衝星的物體，事實上是旋轉的中子星，這些中子星由於它們的磁場和周圍物質複雜的相互作用，而發出無線電波的脈衝。這對於寫空間探險的作者而言是個壞消息，但對於我們這些當時相信黑洞的少數人來說，是非常大的希望——這是第一個中子星存在的證據。中子星的半徑大約10英哩，只是恆星變成黑洞的臨界半徑的幾倍。如果一顆恆星能坍縮到這麼小的尺度，預料其他恆星會坍縮到更小的尺度而成爲黑洞，就是理所當然的了。
按照黑洞定義，它不能發出光，我們何以希望能檢測到它呢？這有點像在煤庫裏找黑貓。慶幸的是，有一種辦法。正如約翰·米歇爾在他1783年的先驅性論文中指出的，黑洞仍然將它的引力作用到它周圍的物體上。天文學家觀測了許多系統，在這些系統中，兩顆恆星由於相互之間的引力吸引而互相圍繞着運動。他們還看到了，其中只有一顆可見的恆星繞着另一顆看不見的伴星運動的系統。人們當然不能立即得出結論說，這伴星即爲黑洞——它可能僅僅是一顆太暗以至於看不見的恆星而已。
還有其他不用黑洞來解釋天鵝X－1的模型，但所有這些都相當牽強附會。黑洞看來是對這一觀測的僅有的真正自然的解釋。儘管如此，我和加州理工學院的基帕·索恩打賭說，天鵝X－1不包含一個黑洞！這對我而言是一個保險的形式。我對黑洞作了許多研究，如果發現黑洞不存在，則這一切都成爲徒勞。但在這種情形下，我將得到贏得打賭的安慰，他要給我4年的雜誌《私人眼睛》。如果黑洞確實存在，基帕·索思將得到1年的《閣樓》 。我們在1975年打賭時，大家80％斷定，天鵝座是一黑洞。迄今，我可以講大約95％是肯定的，但輸贏最終尚未見分曉。
現在，在我們的星系中和鄰近兩個名叫麥哲倫星雲的星系中，還有幾個類似天鵝X－1的黑洞的證據。然而，幾乎可以肯定，黑洞的數量比這多得太多了！在宇宙的漫長曆史中，很多恆星應該已經燒盡了它們的核燃料並坍縮了。黑洞的數目甚至比可見恆星的數目要大得相當多。 單就我們的星系中，大約總共有1千億顆可見恆星。這樣巨大數量的黑洞的額外引力就能解釋爲何目前我們星系具有如此的轉動速率，單是可見恆星的質量是不足夠的。我們還有某些證據說明，在我們星系的中心有大得多的黑洞，其質量大約是太陽的10萬倍。星系中的恆星若十分靠近這個黑洞時，作用在它的近端和遠端上的引力之差或潮汐力會將其撕開，它們的遺骸以及其他恆星所拋出的氣體將落到黑洞上去。正如同在天鵝X－1情形那樣，氣體將以螺旋形軌道向裏運動並被加熱， 雖然不如天鵝X－1那種程度會熱到發出X射線，但是它可以用來說明星系中心觀測到的非常緊緻的射電和紅外線源。
人們認爲，在類星體的中心是類似的、但質量更大的黑洞，其質量大約爲太陽的1億倍。 落入此超重的黑洞的物質能提供僅有的足夠強大的能源，用以解釋這些物體釋放出的巨大能量。當物質旋入黑洞，它將使黑洞往同一方向旋轉，使黑洞產生一類似地球上的一個磁場。落入的物質會在黑洞附近產生能量非常高的粒子。該磁場是如此之強，以至於將這些粒子聚焦成沿着黑洞旋轉軸，也即它的北極和南極方向往外噴射的射流。在許多星系和類星體中確實觀察到這類射流。
人們還可以考慮存在質量比太陽小很多的黑洞的可能性。因爲它們的質量比強德拉塞卡極限低，所以不能由引力坍縮產生：這樣小質量的恆星，甚至在耗盡了自己的核燃料之後，還能支持自己對抗引力。只有當物質由非常巨大的壓力壓縮成極端緊密的狀態時，這小質量的黑洞才得以形成。一個巨大的氫彈可提供這樣的條件：物理學家約翰·惠勒曾經算過，如果將世界海洋裏所有的重水製成一個氫彈，則它可以將中心的物質壓縮到產生一個黑洞。（當然，那時沒有一個人可能留下來去對它進行觀察！）更現實的可能性是，在極早期的宇宙的高溫和高壓條件下會產生這樣小質量的黑洞。因爲一個比平均值更緊密的小區域，才能以這樣的方式被壓縮形成一個黑洞。所以當早期宇宙不是完全光滑的和均勻的情形，這纔有可能。但是我們知道，早期宇宙必須存在一些無規性，否則現在宇宙中的物質分佈仍然會是完全均勻的，而不能結塊形成恆星和星系。
很清楚，導致形成恆星和星系的無規性是否導致形成相當數目的“太初”黑洞，這要依賴於早期宇宙的條件的細節。所以如果我們能夠確定現在有多少太初黑洞，我們就能對宇宙的極早期階段瞭解很多。質量大於10億噸（一座大山的質量）的太初黑洞，可由它對其他可見物質或宇宙膨脹的影響被探測到。然而，正如我們需要在下一章看到的，黑洞根本不是真正黑的，它們像一個熱體一樣發光，它們越小則發熱發光得越厲害。所以看起來荒謬，而事實上卻是，小的黑洞也許可以比大的黑洞更容易地被探測到。
黑洞是一個重力場，密度極高，能將光吞沒．在黑洞的地方，時空是彎曲的．在這樣的地方，我們所熟知的物理定律還適用麼？有些天文學家認爲不能，有些人甚至提出理論，認爲黑洞可能是通往別的宇宙或別的量網的門戶．認爲它們是一些通道，在那裏我們所熟悉的時空因果全部不復相同．相信的在想：人進入黑洞，會不會活者發現自己已突然進入另一個地方另一個時間？黑洞會是穿越宇宙的捷徑嗎？會不會那是一條不受速率限制的通道？
黑洞”很容易讓人望文生義地想象成一個“大黑窟窿”，其實不然。所謂“黑洞”，就是這樣一種天體：它的引力場是如此之強，就連光也不能逃脫出來。
根據廣義相對論，引力場將使時空彎曲。當恆星的體積很大時，它的引力場對時空幾乎沒什麼影響，從恆星表面上某一點發的光可以朝任何方向沿直線射出。而恆星的半徑越小，它對周圍的時空彎曲作用就越大，朝某些角度發出的光就將沿彎曲空間返回恆星表面。
等恆星的半徑小到一特定值（天文學上叫“史瓦西半徑”）時，就連垂直表面發射的光都被捕獲了。到這時，恆星就變成了黑洞。說它“黑”，是指它就像宇宙中的無底洞，任何物質一旦掉進去，“似乎”就再不能逃出。實際上黑洞真正是“隱形”的，等一會兒我們會講到。
那麼，黑洞是怎樣形成的呢？其實，跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由恆星演化而來的。
我們曾經比較詳細地介紹了白矮星和中子星形成的過程。當一顆恆星衰老時，它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料（氫），由中心產生的能量已經不多了。這樣，它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，直到最後形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。
質量小一些的恆星主要演化成白矮星，質量比較大的恆星則有可能形成中子星。而根據科學家的計算，中子星的總質量不能大於三倍太陽的質量。如果超過了這個值，那麼將再沒有什麼力能與自身重力相抗衡了，從而引發另一次大坍縮。
根據科學家計算,一個物體要有每秒中七點九公里的速度,就可以不被地球的引力拉回到地面,而在空中饒着地球轉圈子了.這個速度,叫第一宇宙速度.如果要想完全擺脫地球引力的束縛,到別的行星上去,至少要有11.2km/s的速度,這個速度,叫第二宇宙速度.也可以叫逃脫速度.這個結果是按照地球的質量和半徑的大小算出來的.就是說,一個物體要從地面上逃脫出去,起碼要有這麼大的速度。可是對於別的天體來說,從它們的表面上逃脫出去所需要的速度就不一定也是這麼大了。一個天體的質量越是大,半徑越是小,要擺脫它的引力就越困難,從它上面逃脫所需要的速度也就越大.
按照這個道理,我們就可以這樣來想:可能有這麼一種天體,它的質量很大，而半徑又很小,使得從它上面逃脫的速度達到了光的速度那麼大。也就是說,這個天體的引力強極了,連每秒鐘三十萬公里的光都被它的引力拉住，跑不出來了。既然這個天體的光跑不出來,我們然談就看不見它,所以它就是黑的了。光是宇宙中跑得最快的，任何物質運動的速度都不可能超過光速.既然光不能從這種天體上跑出來,當然任何別的物質也就休想跑出來.一切東西只要被吸了進去，就不能再出來，就象掉進了無底洞,這樣一種天體，人們就把它叫做黑洞.
我們知道，太陽現在的半徑是七十萬公里。假如它變成一個黑洞,半徑就的大大縮小.縮到多少?只能有三公里.地球就更可憐了,它現在半徑是六千多公里.假如變成黑洞，半徑就的縮小到只有幾毫米.那裏會有這麼大的壓縮機，能把太陽 地球縮小的這麼!這簡直象<天方夜譚>裏的神話故事,黑洞這東西實在太離奇古怪了。但是，上面說的這些可不是憑空想象出來的,而是根據嚴格的科學理論的出來的.原來,黑洞也是由晚年的恆星變成的,象質量比較小的恆星,到了晚年，會變成白矮星；質量比較大的會形成中子星.現在我們再加一句,質量更大的恆星,到了晚年，最後就會變成黑洞.所以，總結起來說,白矮星 中子星和黑洞,就是晚年恆星的三種變化結果.
現在,白矮星已經找到了，中子星也找到了，黑洞找到沒有?也應該找到的.主要因爲黑洞是黑的，要找到它們實在是很困難。特別是那些單個的黑洞，我們現在簡直毫無辦法。有一種情況下的黑洞比較有希望找到，那就是雙星裏的黑洞.
雙星就是兩顆互相饒着轉的恆星.雖然我們看不見黑洞，但卻能從那顆看的見的恆星的運動路線分析出來.這是什麼道理呢?因爲,雙星中的每一個星都是沿着橢圓形路線運動的,而單顆的恆星不是這樣運動。如果我們看到天空中有顆恆星在沿橢圓形路線運動,卻看不到它的'同伴',那就值得仔細研究了。我們可以把那顆星走的橢圓的大小，走完一圈用的時間，都測量出來.有了這些，就可以算出來那個看不見的'同伴'的質量有多大。如果算出來質量很大，超過中子星能有的質量，那就可以進一步證明它是個黑洞了。
再天鵝星座，有一對雙星，名叫天鵝座X-1.這對雙星中，一顆是看的見的亮星,另一顆卻看不見.根據那可亮星的運動路線.可以算出來它的'同伴'的質量很大,至少有太陽質量的五倍.這麼大的質量是任何中子星都不可能有的.當然，除這些以外還有別的證據。所以,基本上可以肯定，天鵝座X-1中那個看不見的天體就是一個黑洞.這是人類找到的第一個黑洞。
另外,還發現有幾對雙星的特徵也跟天鵝座X-1很相似，它們裏面也有可能有黑洞。科學家正對它們作進一步的研究. “黑洞”很容易讓人望文生義地想象成一個“大黑窟窿”，其實不然。所謂“黑洞”，就是這樣一種天體：它的引力場是如此之強，就連光也不能逃脫出來。
根據廣義相對論，引力場將使時空彎曲。當恆星的體積很大時，它的引力場對時空幾乎沒什麼影響，從恆星表面上某一點發的光可以朝任何方向沿直線射出。而恆星的半徑越小，它對周圍的時空彎曲作用就越大，朝某些角度發出的光就將沿彎曲空間返回恆星表面。
等恆星的半徑小到一特定值（天文學上叫“史瓦西半徑”）時，就連垂直表面發射的光都被捕獲了。到這時，恆星就變成了黑洞。說它“黑”，是指它就像宇宙中的無底洞，任何物質一旦掉進去，“似乎”就再不能逃出。實際上黑洞真正是“隱形”的，等一會兒我們會講到。
黑洞是怎樣形成 其實，跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由恆星演化而來的。
我們曾經比較詳細地介紹了白矮星和中子星形成的過程。當一顆恆星衰老時，它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料（氫），由中心產生的能量已經不多了。這樣，它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，直到最後形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。
這次，根據科學家的猜想，物質將不可阻擋地向着中心點進軍，直至成爲一個體積趨於零、密度趨向無限大的“點”。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(史瓦西半徑)，正象我們上面介紹的那樣，巨大的引力就使得即使光也無法向外射出，從而切斷了恆星與外界的一切聯繫——“黑洞”誕生了。
與別的天體相比，黑洞是顯得太特殊了。例如，黑洞有“隱身術”，人們無法直接觀察到它，連科學家都只能對它內部結構提出各種猜想。那麼，黑洞是怎麼把自己隱藏起來的呢？答案就是——彎曲的空間。我們都知道，光是沿直線傳播的。這是一個最基本的常識。可是根據廣義相對論，空間會在引力場作用下彎曲。這時候，光雖然仍然沿任意兩點間的最短距離傳播，但走的已經不是直線，而是曲線。形象地講，好像光本來是要走直線的，只不過強大的引力把它拉得偏離了原來的方向。
在地球上，由於引力場作用很小，這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周圍，空間的這種變形非常大。這樣，即使是被黑洞擋着的恆星發出的光，雖然有一部分會落入黑洞中消失，可另一部分光線會通過彎曲的空間中繞過黑洞而到達地球。所以，我們可以毫不費力地觀察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一樣，這就是黑洞的隱身術。
更有趣的是，有些恆星不僅是朝着地球發出的光能直接到達地球，它朝其它方向發射的光也可能被附近的黑洞的強引力折射而能到達地球。這樣我們不僅能看見這顆恆星的“臉”，還同時看到它的側面、甚至後背！
“黑洞”無疑是本世紀最具有挑戰性、也最讓人激動的天文學說之一。許多科學家正在爲揭開它的神祕面紗而辛勤工作着，新的理論也不斷地提出。不過，這些當代天體物理學的最新成果不是在這裏三言兩語能說清楚的。有興趣的朋友可以去參考專門的論著。
黑洞是20世紀60年代最重大的科學發現
據最新的研究聲稱，科學家認爲黑洞可能是通往其他宇宙的蟲洞。如果這一理論是正確的，將會有助於解釋例如黑洞信息悖論等量子難題，不過批評家指出這也會產生新的問題，例如蟲洞是怎麼形成的等等。
黑洞是一種擁有強大引力的物體，任何物體——即便是光——在進入其事件邊界之後都不能逃逸出來。根據愛因斯坦的廣義相對論，黑洞可以由任何物質形成，只要能夠坍縮到足夠小的空間內。
儘管黑洞不能被直接看到，天文學家還是通過觀察周圍物質的環繞情況，推斷出一些黑洞的位置。
不過來自巴黎Bures-sur-Yvette地區法國高等科學研究所(Institut des Hautes Etudes Scientifiques)的物理學家Thibault Damour和來自德國Bremen國際大學的Sergey Solodukhin提出一個新的觀點，即這些所謂的黑洞其實就是蟲洞。
蟲洞是連接時空架構中兩個不同地方的彎曲通道。如果你把宇宙想象爲一個二維的紙張，蟲洞就是連接連接這張紙片和另一張紙片的小通道。實際上這一理論認爲，蟲洞鏈向的是一個擁有自己星星、星系等的另一個宇宙。
引起空間扭曲的小球在我們三維世界的例子就是黑洞。黑洞事實上是存在於四維空間的一種現象，或者說，黑洞是連接三維世界與四維空間的通道（當然在下絕不是說“如果誰要去四維空間，就請往黑洞走”，那樣只會“死無全屍”而已^O^）。我們有可能通過對黑洞的深入研究，找到克服四維空間的辦法，那樣的話，瓦普跳躍飛行就不再是夢想了。
現在科學家已經證實，黑洞的存在確實會令周圍的空間極度扭曲。根據廣義相對論，光線在正常的空間裏以直線傳播，但當空間扭曲時，光線會隨着空間扭曲的方向而扭曲。如果能給一束射進黑洞的光線拍照的話，我們就會發現，光線呈螺旋形指向黑洞中心，因爲黑洞的巨大質量已使周圍的空間扭曲得不成形了。
編輯詞條
開放分類：
宇宙、科學、天文、自然、天體物理
參考資料：
1.http://www.qiji.cn/drupal/node/217
2.http://www.qiji.cn/eprint/97/index.html
3.http://www.astron.sh.cn/
4.黑洞吸積------Ramesh Narayan、Eliot Quartaer 文 Shea 譯
5.循宇天文網：http://karajan.lamost.org/
6.談天天文網：http://www.2-sky.com/
7.空間天文網：http://space.lamost.org/
8.天文網：http://oka.16789.net/
9.哎呦網:http://www.iyouv.com
10.http://zhidao.baidu.com/question/19589813.html?fr=idfn
11.http://www.girler.com/
12.科學萬花筒
13.http://www.kepu.gov.cn/zlg/yuzhou/b19.htm
貢獻者：
吞雲、liopleurod、月影狂風、月風是也、o恨生劍舞o、ianwest、z5kmkoo、Blueboy001、南鬥北辰、wanqqbb、udd66、胡呵、5ainiyuer、栤若·夏幻雪、玉雪風君、黛琪精靈、然境、狹盜二世、曉玲望月、mafengmafeng、瞬弟弟、 水木秋寒、張靖蕊、l19900314、1OO86、蕭邦11月、liuhanshen、倒塌……、onnh、 zhangxuxin8765、木文一刀、595845492www、 陝西愣娃聰明咧、藍雁精靈、溫暖的月光、銀河系1號、 iamchenzetian、zicheng794、gary_cong、981059152、yhwen8、hero5054、偶是dudu、吾知其然、rjjlisa、tianshixiadao、yangzifei、univyang、漂泊星海、sbsni、567和個發、夢囈的魚、南方巨獸龍之帝、bj_jiajiao、龍奇星、xdschangjiu、雲隨風拭、TonyJiajie、AUKO_SUN、lcgxdy、綠色子龍、寂靜之涯_大海、appleduck、745943、zhao_ming_zhou
本詞條在以下詞條中被提及：
第五維空間、彎曲時空、時間旅行、空間摺疊、時空穿梭、高維空間、宇宙三禁律、維空間、銀河系、時間、百慕大三角、霍金輻射、陳道明、蟲洞、超弦理論、霍金的宇宙、史瓦西半徑、通古斯大爆炸、相對論、恆星演化、白洞、天鵝座、鄭豐、斯蒂芬·威廉·霍金、百慕大羣島、撕裂地平線、施瓦氏半徑、光子帶、時空隧道、星暴星系
