黑洞就是中心的一個密度無限大、時空曲率無限高、體積無限小的奇點和周圍一部分空空如也的天區，這個天區范圍之內不可見。依據阿爾伯特-愛因斯坦的相對論，當一顆垂死恒星崩潰，它將聚集成一點，這里將成為黑洞，吞噬鄰近宇宙區域的所有光線和任何物質。
黑洞的產生過程類似于中子星的產生過程：某一個恒星在準備滅亡，核心在自身重力的作用下迅速地收縮，塌陷，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體，同時也壓縮了內部的空間和時間。但在黑洞情況下，由于恒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為粉末，剩下來的是一個密度高到難以想象的物質。由于高質量而產生的力量，使得任何靠近它的物體都會被它吸進去。黑洞開始吞噬恒星的外殼，但黑洞并不能吞噬如此多的物質，黑洞會釋放一部分物質，射出兩道純能量——γ射線。
也可以簡單理解：通常恒星最初只含氫元素，恒星內部的氫原子時刻相互碰撞，發生聚變。由于恒星質量很大，聚變產生的能量與
恒星萬有引力抗衡，以維持恒星結構的穩定。由于聚變，氫原子內部結構最終發生改變，破裂并組成新的元素——氦元素，接著，氦原子也參與聚變，改變結構，生成鋰元素。如此類推，按照元素周期表的順序，會依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成，直至鐵元素生成，該恒星便會坍塌。這是由于鐵元素相當穩定，參與聚變時不釋放能量，而鐵元素存在于恒星內部，導致恒星內部不具有足夠的能量與質量巨大的恒星的萬有引力抗衡，從而引發恒星坍塌，最終形成黑洞。說它“黑”，是因為它的密度無窮大，從而產生的引力使得它周圍的光都無法逃逸。跟中子星一樣，黑洞也是由質量大于太陽質量好幾倍以上的恒星演化而來的。
當一顆恒星衰老時，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，物質將不可阻擋地向著中心點進軍，直到最后形成體積接近無限小、密度幾乎無限大的星體。而當它的半徑一旦收縮到一定程度（一定小于史瓦西半徑），質量導致的時空扭曲就使得即使光也無法向外射出——“黑洞”就誕生了。

黑洞的形成

跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由恒星演化而來的。

當一顆恒星衰老時，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，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。

質量小一些的恒星主要演化成白矮星，質量比較大的恒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于三倍太陽的質量。如果超過了這個值，那么將再沒有什么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著中心點進軍，直至成為一個體積很小、密度趨向很大。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小于史瓦西半徑)，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，從而切斷了恒星與外界的一切聯系——“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，它并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為許多量子黑洞。而這種黑洞幾乎是不可能觀測到或找到的，它目前只存在于理論中。

黑洞的形成
一個光亮的恒星為什麼會變成黑洞 答案是恒星衰老了.恒星的成份多為氫氣,也就是讓興登堡號這樣的飛船飄浮不墜的輕質物質.氫就是讓恒星發光的燃料.每個恒星的內部都在進行核融合反應,有點像連續引爆氫彈那樣,將氫氣轉化為能量:光與熱.恒星在「燃燒」氫氣時,必得面對一場拉鋸戰:一方面恒星內部的熱壓力會促使恒星擴張,就像把氣球吹大那樣:另一方面,恒星本身重力的拉扯力又促使恒星縮回來.因此恒星在發熱時,這場拉鋸戰是陷於膠著狀態的,恒星的大小也不會起變化.但一旦核反應停止,恒星就得對重力讓步,因而整個崩潰下來,就像氣球泄了氣一樣.
不過恒星年紀一大就開始變冷.由於沒有了熱能,這個老邁的龐然大物無法產生足夠的內部壓力以抵抗重力的收縮,因此開始崩潰并縮小.但恒星雖然在縮小,卻沒有損失任何物質;氫仍舊在,只是被極力壓縮而已.這意味著恒星所有的質量都向中心趨進許多,也就是將重力集中於一個小地方.小型的恒星會縮小成所謂的「白矮星」,與地球大小相當,但已停止核融合的恒星.較大的恒星則在一抹耀眼的華光,所謂的「超新星」爆炸中自我毀滅殆盡,原來的質量幾乎被轟得一點不剩.
但如果恒星的剩余質量夠大(約達我們的太陽質量的一點四倍)那麼這些僅存的物質可能會變成黑洞.以下圖為例,這個恒星被壓縮到直徑只有一英哩.此時表面上的重力強得連它自己的光都無法逃脫.那個天體還在原地,再也看不到它了.任何接近它的物體都會被吸進去,然后消逝在「黑洞」中.
←黑洞行成過程
黑洞和時間的關系
依照愛因斯坦的相對論,重力會使時間慢下來.因此當我們接近黑洞的時候,由於受到極強的重力效應,時間確實會緩慢下來,甚至有可能在我們接近到黑洞某個范圍內,當經過一秒鐘時,外界已過了100年.
若把時鐘放在重力微弱的地方(例如地球)是很難(但仍可以辦到)測出重力對時間的影響的.但若把時鐘放在重力強大,如黑洞之處,則立刻可見到重力對時間產生的影響,至於影響之大小又依觀察者位置之不同而有不同.對於掉入黑洞中的太空旅行者而言,重力增大會使他對事物的認知加快;他會覺得他被黑洞吸了進去,一下子就到了「底」.但對位於遠方,不受黑洞影響的觀察者而言,看到的情形與此恰好相反.在他們的眼中,那位不幸的太空人似乎動得很慢,而且好像越接近黑洞,就移動得越緩慢.原因是,根據相對論的預測,黑洞的強大重力會使時間延緩下來,所以那個太空人似乎永遠都還沒掉落到底.在最底下的地方 所有的質量和能量都被濃縮為極小的點 空間消失了,時間也停止了.黑洞內應用於外界的一切物理定律都宣告終止,因此我們無從得知黑洞里到底是何種光景.
有一位學家〈史瓦西〉算出一個范圍,再范圍之內的時間和各種物理現象都和外面不同,例如:時間較慢,重力較大.因為是史瓦西算出來的,所以稱為史瓦西半徑界面,又稱事像地平面.
事像地平面指的是黑洞內時間與外界是完全不同的狀態由於光被重力所牽引,在黑洞里的時間一分鐘或許等於外界的數十年好比說你現在被吸入黑洞內,你在里面一分鐘后就會被擠縮壓毀可是或許在幾秒后你看到了有其他人也被吸入黑洞內,但這其實是數十年后被吸入的...
黑洞的兩極噴流

↑1997年6月9日美國太空總署發布新聞指出,哈柏太空望遠鏡紅外光廣角鏡頭攝得NGC4151星系核心附近的一顆黑洞正進行煙火般的噴流景象(左上圖).其他3張照片分別是利用紫外光(左下圖),可見光(右圖上下)所攝得,每張圖的中央處正是黑洞的所在位置,而黑洞的噴流是以對稱的方式呈現.
自從1911年愛因斯坦發表彎曲時空的「廣義相對論」后不久,很多天文物理學者都相信在強大重力作用下會有黑洞的存在.因為一般初步的想法是類似地心引力 (重力)的作用,若在如此強大重力作用下,會不斷地吞噬附近的物質,連在真空中每秒速度高達30萬公里的「光」臨近黑洞時都無法幸免,無法逃脫它強大重力的吸引.況且只有物質被吸入而不會釋放出來,所以它是我們無法目視得到會有任何東西呈現的黑暗「區域」,我們稱為「黑洞」.
在一般人的心目中,黑洞在宇宙中就好像地球上傳聞已久的神秘百慕達三角地帶.從一些簡短的報導里,我們知道黑洞在宇宙的時空里是一個非常小的點,但這一小小的點卻有無窮的吸引力(重力),會不停吞噬它周遭的物質(如塵埃,星體),即使光波也在所難免.一般人相信黑洞可能是由巨型星球演化,經超新星爆發后,接近星體中心的物質劇烈地塌陷而成的.存在宇宙中的數目可能很多,且還有很多奇怪而未經證實的特性,足以影響人類對於整個宇宙和時空的想法.
近代天文物理學大師史蒂芬 霍金 (也就是「時間之箭」一書的作者)在1974 年提到「黑洞蒸發」的論點,他強調黑洞所吞噬物質的狀態,是像量子物理所說的呈現出量子化的「激發態」(不穩定狀態),這時會在南北兩極的地方向外噴流出激發態的物質,這就是所謂的「黑洞蒸發」現象.
直到哈柏太空天文望遠鏡上了太空且發揮功能,藉著它的廣角鏡頭紅外光相機所拍攝的紅外光譜圖案(因為紅外光可穿透各個星球外圍云氣的障礙)讓我們可直接看到星球的原貌.終於在1997年5月12日,NASA宣布發現了距離我們5千萬光年外的 M84 星系中心處,有顆約為太陽3億倍質量的黑洞正像放煙火般地噴流出大量物質.接下來,天文學家利用哈柏太空天文望遠鏡和歐洲的紅外光太空望遠鏡,也發現許多黑洞都有像煙火般的噴流景象.
↑1997年5月12日美國太空總署 (NASA)發布消息指出,利用哈柏太空望遠鏡上紅外光相機廣角鏡頭的光譜圖影像,發現在M84星系中心處有一個約為太陽3億倍質量的黑洞.這是人類首度發現黑洞的兩極正以每秒400公里的速度向外噴流物質.左圖中央處標示出位於M84星系中心發現此正在噴流的黑洞位置.右圖中藍色的部分是位於黑洞旋轉盤面上正被黑洞吸進去而朝向我們而來的云氣,紅色的部分是旋轉盤面上正遠離我們而去的云氣.
↑模擬黑洞兩極噴流的過程: 圖1.黑洞強大的重力正吞噬著鄰近星球的云氣 圖2.黑洞所吞噬的物質形成了不穩定的狀態 圖3.黑洞正進行兩極方向的巨觀噴流 圖4.經過劇烈的噴流后,黑洞又趨於穩定.黑洞持續進行吞噬鄰近星球的云氣,不久后將會有第二波的噴流產生. 圖5.遠觀黑洞進行一波接著一波南北對稱的噴流
四,黑洞和相對論
在這里又談到愛因斯坦的相對論.本來黑洞并非一定得由大質量的恒星演變而成, 只是一般星體不可能一下子縮到底.所以恒星演變成黑洞只有經由大質量塌縮這一途徑.此結論已由相對論導出,至於黑洞與外界斷絕關系,我們可以把其形狀試想成細長瓶子狀.進入瓶子的一切短程線,都只能按弧線落到其底部.因此形成禁錮的空間,任何物體都無法逃出.但這個禁錮空間對外界是開放的,只是進的去出不來而已,也就是它和外界相通只有單向性.這個禁錮空間的內外分界稱為「事界」,也就是史瓦西半徑的界面,過了這界線,外界就無從得知了.內部的人最遠只能到達史瓦西半徑界面,亦即事界是他們世界的端點.而史瓦西界面是由史瓦西首先依據相對論所求出的解,后人便稱之為史瓦西黑洞.然而其實事界的概念已先於愛因斯坦早存在,但他創見性的兩點在於時空彎曲以及光速是一切物體運動的極限.
五,黑洞的利用
物理學家把有序的相反概念,也就是無序狀態叫做熵(Entropy). 一個封閉的物質世界系統,無論甚麼物理變化,全熵量即無序的總量絕不減少,這稱熱力學第二定律.最后熵達到最大而成平衡狀態,這就是所謂的熱寂,這時到處能量分布相同,宇宙再也活不起來了.沒有運動,也就是沒有時間,宇宙就不存在了! 引力能的熵比核能以及熱運動能的熵小得多,通常引力場絕非無序的.但黑洞把通常共存物體吞噬進去,就使黑洞失去多樣性而驅於統一,於是就包含一定的熵,把黑洞引力場轉為其他形式就不能百分之百有用.但黑洞有熵是肯定的.若非如此,投入極大量的無序的東西到黑洞中,豈非全體熵減小了.這就和熱力學第二定律相違背了.而黑洞的引力能,可看為存於表面,恰如水滴表面張力那樣的表面能.如果給水滴補充能量,它就會激烈震動而分裂.因為面積不夠容納更大的能量.同樣的,如果對黑洞施以能量,類似的理由它會震動,用引力波放走能量,因為它不能分裂.它的表面積依然和初始界面表面積一樣,亦即表面積不能減少,這可稱為「不減能」.黑洞一形成,對應的表面積就是永遠不可滅.再來談到若黑洞自轉或帶電的話,其塌縮星的能量便對應增加.因為各個電場互相排斥,要合成一體必須作功.所以電荷凝縮伴隨著電場能量的儲存.以后吸收等量反符號電荷,變成中性,就等於把儲存的能量放出.事實上,塌縮星的全部能量包含了寄存的電量.而黑洞有不可滅表面能量,自轉能量,電場能量三種.自轉能和電場能不是以熵的形式寄存的.旋轉速度降低,電荷中性化,就可送出能量,所以只有表面能是熵性的. 但要如何獲得其能量呢 在這里提供了「彈道法」.它是把物體射入能層,讓它分裂為二.一個跌進了事界,一個拋了出來,而跑出的便帶走了能層的能量.
六,不同形態的黑洞
在黑洞學的領域裏,科學家認為黑洞在質量的分類只有兩種,一種是太陽的數百萬至數十億倍(supermassive type)另外一種是只有太陽的數倍(stellar type),可是現在美國太空總署及Carnegie Mellon 大學卻發現了另外一種型態的黑洞,其重量介於一百倍至一萬倍之間,這種新發現的黑洞可能普遍存在於螺旋星系裏,其太小卻比月亮還小,天文學家稱之為中量級(middleweight)黑洞.
天文學家認為其星系中心有一個相當活躍的中量級黑洞,M82曾與M81擦身而過,造成M82內部的星球與星云擾動,這種不尋常的碰撞可能是造成M82星系中心形成中量級黑洞的原因.
新型態的黑洞是經由X-Ray射線的發現而確認,而X-Ray射線是黑洞附近的物質被吸入黑洞之前所散發出來的最后能量,經由X-Ray望遠鏡的偵測與光譜儀的對照,可以確定黑洞的大小及活躍程度.這種新型態的黑洞很可能是數個輕量級的黑洞聯合而成,這些輕量級的黑洞在M82星系裏有數以百萬計,因不明原因而合并成較大的中型黑洞.
七,雙黑洞系統
當天空中某個天體正踏著醉拳般的步伐晃動時,天文學家就曉得在這醉拳 高手附近應該還有另一個天體正與之對峙.天體之間最重要的作用力 是萬有引力,它會使周遭天體的運動軌跡改變.例如,以前的天文學家是先 觀測到天王星(Neptune),但是卻發現天王星環繞太陽運轉的軌道與計算 不合,因而推斷天王星之外應該還有另一顆行星,之后,觀測者便在天王星軌道 之外又發現了海王星(Uranus).此外,天文學家也利用這種方式來判斷 雙星系統.
荷蘭Leiden天文臺的Nico Roos觀測天龍座(Draco)的類星體(quasar)1928+738 所發出的噴射流(jet),他發現這條噴射流也有”搖頭晃腦〃的現象,可能這種 進動(precession)是由類星體1928+738核心中的雙黑洞系統所造成的. 由噴射流搖頭晃腦的幅度和頻率,天文學家推算出這二個黑洞以周期2.9年 相互繞著運動,并且整個系統應該具有一億個太陽質量.
以前就有人提出雙黑洞系統的構想,而類星體1928+738正好是這個構想 的最好證明.Roos并提出類星體1928+738內雙黑洞系統的形成原因,可能 是由二個中心都擁有黑洞的星系相互碰撞合并而成的.許多天文學家都相信 在類星體中或在活躍星系(active galaxy)中,星系合并的情形是常常發生. Roos相信雙黑洞系統的相互快速運轉,會使得二個黑洞越轉越靠近,最后也會 合并成一個黑洞,因此這些雙黑洞系統應該都是些短命鬼

“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。當恒星的體積很大時，它的引力場對時空幾乎沒什么影響，從恒星表面上某一點發的光可以朝任何方向沿直線射出。而恒星的半徑越小，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恒星表面。

等恒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，恒星就變成了黑洞。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。

那么，黑洞是怎樣形成的呢？其實，跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由恒星演化而來的。

我們曾經比較詳細地介紹了白矮星和中子星形成的過程。當一顆恒星衰老時，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，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。

質量小一些的恒星主要演化成白矮星，質量比較大的恒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于三倍太陽的質量。如果超過了這個值，那么將再沒有什么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著中心點進軍，直至成為一個體積趨于零、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，從而切斷了恒星與外界的一切聯系——“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。那么，黑洞是怎么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，由于引力場作用很小，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，即使是被黑洞擋著的恒星發出的光，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，有些恒星不僅是朝著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恒星的“臉”，還同時看到它的側面、甚至后背！

“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。許多科學家正在為揭開它的神秘面紗而辛勤工作著，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里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。

200多年前，偉大的科學家牛頓正在蘋果樹下休息，忽然，一個熟透了的蘋果掉在他身旁，激發了他的靈感，促使他發現了地球的引力。對天體來說，質量大的天體，它的引力也大。如月球的質量比地球小得多，因此月球的引力也小。一個在地球上重75公斤的人登上月球，他的重量變成12.5公斤了。還有這么一個特殊的天體，它的質量比太陽還要大得多，所以它的引力也超常的巨大，無論什么物體只要靠近它，就會被它吞沒，就連速度很快的光線也無法逃脫，被它緊緊地吸住，不能再出來。正因為光線也會被它吞沒，所以我們就看不見這個特殊的天體，天文學家就把它叫做“黑洞”。一切物體只要被它吸進去就再也出不來，就像掉進無底洞一樣，只進不出。
實際上黑洞并不是一個實在的星球，而是一個天區，黑洞的物質都集中在這個天區的中心，它有極強的引力。被吸進去的外來物體就像水流入下水道那樣，成螺旋狀地被卷進去。由于摩擦生熱，物體進入黑洞后，黑洞的溫度可升高到幾百萬度。另外，物體在進入黑洞永遠消失之前，會發射出粒子束，如X射線。科學家們用儀器去測試這種X射線，從而探尋黑洞的存在。
究竟黑洞是怎么形成的呢？我們知道，天體受到兩種力的約束，一是向內的引力，一是向外的壓力。如果壓力大于引力，天體就膨脹。反之，引力大于壓力，天體就會坍縮。絕大多數的恒星是由氫和氦組成的，而氫是核反應所需要的重要元素。恒星內部不停地進行核聚變反應，產生向外膨脹的壓力。一顆比太陽大的恒星，核聚變反應所產生的壓力能與引力相抗衡。一旦恒星內部進行核反應的材料用完后，巨大的引力會使恒星向內坍縮，就像房屋斷了橫梁和支柱后，會向中心坍去。天體坍縮時，體積迅速縮小，而它的密度卻迅速增大，這時所形成的特殊天體就是黑洞。
黑洞原先是通過嚴格的物理規律預言出來的。但是，最近美國宇航局所屬的戈達德空間飛行中心的科學家分析了天文衛星從黑洞的X射線所獲得的數據后，發現NGC3516星系中心近旁鐵原子的X射線光譜揭示，有物質以每秒2917公里的速度，被吸入星系內不見了。科學家指出，這是人們第一次觀測到黑洞吸進物質的直接證據。
神秘的黑洞一直是科學家十分關注的熱點，還有許多未解之謎。

黑洞的產生】
黑洞的產生過程類似于中子星的產生過程；恒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，由于恒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為粉末，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．

跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由質量大于太陽質量20倍的恒星演化而來的。

當一顆恒星衰老時，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，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。

質量小一些的恒星主要演化成白矮星，質量比較大的恒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于三倍太陽的質量。如果超過了這個值，那么將再沒有什么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著中心點進軍，直至成為一個體積很小、密度趨向很大。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小于史瓦西半徑），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，從而切斷了恒星與外界的一切聯系——“黑洞”誕生了。

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,而在空中饒著地球轉圈子了.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,起碼要有這么大的速度。可是對于別的天體來說,從它們的表面上逃脫出去所需要的速度就不一定也是這么大了。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:可能有這么一種天體,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么大。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.那里會有這么大的壓縮機，能把太陽 地球縮小的這么!這簡直象<天方夜譚>里的神話故事,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,黑洞也是由晚年的恒星變成的,象質量比較小的恒星,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,質量更大的恒星,到了晚年，最后就會變成黑洞.所以，總結起來說,白矮星 中子星和黑洞,就是晚年恒星的三種變化結果.

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.主要因為黑洞是黑的，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，那就是雙星里的黑洞.
雙星就是兩顆互相饒著轉的恒星.雖然我們看不見黑洞，但卻能從那顆看的見的恒星的運動路線分析出來.這是什么道理呢?因為,雙星中的每一個星都是沿著橢圓形路線運動的,而單顆的恒星不是這樣運動。如果我們看到天空中有顆恒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。

在天鵝星座，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.這么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征也跟天鵝座X-1很相似，它們里面也有可能有黑洞。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。

黑洞
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)

補注：在空間體積為無限小（可認為是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為能量而是成為無限的場？

發生在黑洞周圍的有趣現象
在你閱讀以下關于黑洞的復雜科學知識以前，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。我們的地球因為質量較小，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。黑洞因為質量巨大，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，當一群登山運動員從山底出發，比如說他們所處的時間是2005年。當他們登頂后，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。銀河系里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。因為在他們看來，周圍的人和物體和他們的大小比例關系不變。他們渾然不知這一切都發生一個米粒大的世界里。
旦因為黑洞周圍引力巨大，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,連光都被它吸引而無法逃脫.黑洞中隱匿著巨大的引力場，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為“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了解黑洞。雖然這么說，但黑洞還是有它的邊界，既”事件視界”．據猜測，黑洞是死亡恒星的剩余物，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于錢德拉塞卡極限的恒星演化到末期而形成的，質量小于錢德拉塞卡極限的恒星是無法形成黑洞的．（有關參考：《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。對于地球來說，以第二宇宙速度（11.2km/s）來飛行就可以逃離地球，但是對于黑洞來說，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，于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，一個質量足夠大并足夠緊致的恒星會有如此強大的引力墻，以至于連光線都不能逃逸——任何叢恒星表面發出的光，還沒到達遠處即被恒星的吸引力吸引回來。米歇爾暗示，可能存在這樣大量的恒星，雖然由于它們發出的光不會到達我們這里。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。這正是我們現在稱為黑洞的物體。因為黑洞是不可見的，所以有人一直置疑，黑洞是否真的存在。如果真的存在，它們到底在哪里？

黑洞的產生過程類似于中子星的產生過程；恒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，由于恒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為粉末，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

為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，適用于行星、恒星，也適用于黑洞。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（雖然難于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床的床面。

愛因斯坦的學說認為質量使時空彎曲。我們不妨在彈簧床的床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床面稍微下沉了一些，雖然彈簧床面基本上仍舊是平整的，但其中央仍稍有下凹。如果在彈簧床中央放置更多的石塊，則將產生更大的效果，使床面下沉得更多。事實上，石頭越多，彈簧床面彎曲得越厲害。

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塊石頭使彈簧床面彎曲得更厲害一樣，質量比太陽大得多的天體比等于或小于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床上滾動，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于其周圍的時空區域的影響。設想在彈簧床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，石頭將大大地影響床面，不僅會使其表面彎曲下陷，還可能使床面發生斷裂。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。

現在我們來看看為什么任何東西都不能從黑洞逃逸出去。正如一個滾過彈簧床面的網球，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。但科學家認為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為零的溫度，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，黑洞釋放能量稱為：霍金輻射。黑洞散盡所有能量就會消失。

處于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為“黑洞”。

我們都知道因為黑洞不能反射光，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為黑洞并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，而且很可能來自于黑洞，也就是說，黑洞可能并沒有想象中那樣黑。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后，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“黑洞并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恒定律。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恒定律，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，釋放出的能量相當于數百萬顆氫彈的能量。

但你不要滿懷期望地抬起頭，以為會看到一場煙花表演。事實上，黑洞爆炸后，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。當恒星的體積很大時，它的引力場對時空幾乎沒什么影響，從恒星表面上某一點發的光可以朝任何方向沿直線射出。而恒星的半徑越小，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恒星表面。

等恒星的半徑小于一特定值（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，恒星就變成了黑洞。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，黑洞很可能也是由質量大于太陽質量20倍的恒星演化而來的。

當一顆恒星衰老時，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，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。

質量小一些的恒星主要演化成白矮星，質量比較大的恒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于三倍太陽的質量。如果超過了這個值，那么將再沒有什么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著中心點進軍，直至成為一個體積很小、密度趨向很大。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小于史瓦西半徑)，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，從而切斷了恒星與外界的一切聯系——“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，它并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為許多量子黑洞。而這種黑洞幾乎是不可能觀測到或找到的，它目前只存在于理論中。

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。那么，黑洞是怎么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，由于引力場作用很小，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，即使是被黑洞擋著的恒星發出的光，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，有些恒星不僅是朝著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恒星的“臉”，還同時看到它的側面、甚至后背！

“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。許多科學家正在為揭開它的神秘面紗而辛勤工作著，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里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，黑洞可以分為兩大類。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于或大于一個星系的質量時，我們稱之為奇點黑洞。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。

黑洞與地球毀滅的關系

黑洞，實際上是一團質量很大的物質，其引力極大（仡今為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恒星不斷坍縮而形成的，當恒星內部的物質核心發生極不穩定變化之后會形成一個稱為“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，任何東西不能從那里逃脫出來（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。也許你會因為它的神秘莫測而嚇的大叫起來，但實際上根本用不著過分擔心，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，因為那時它的“正式邊界”還離我們很遠。況且，恒星坍縮后大部分都會成為中子星或白矮星。但這并不意味著我們就可以放松警惕了（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。

恒星,白矮星,中子星,夸克星,黑洞是依次的五個密度當量星體,密度最小的當然是恒星,黑洞是物質的終極形態,黑洞之后就會發生宇宙大爆炸,能量釋放出去后,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才出現的。它是1969年美國科學家約翰·惠勒為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。由于量子力學的波粒二象性，光既可認為是波，也可認為是粒子。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。起先人們以為，光粒子無限快地運動，所以引力不可能使之慢下來，但是羅麥關于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，一個質量足夠大并足夠緊致的恒星會有如此強大的引力場，以致于連光線都不能逃逸——任何從恒星表面發出的光，還沒到達遠處即會被恒星的引力吸引回來。米歇爾暗示，可能存在大量這樣的恒星，雖然會由于從它們那里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。這正是我們現在稱為黑洞的物體。它是名符其實的——在空間中的黑的空洞。幾年之后，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，而在以后的版本中將其刪去，可能他認為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，因為光速是固定的，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于引力而減速，最后停止上升并折回地面；然而，一個光子必須以不變的速度繼續向上，那么牛頓引力對于光如何發生影響呢？）直到1915年愛因斯坦提出廣義相對論之前，一直沒有關于引力如何影響光的協調的理論。甚至又過了很長時間，這個理論對大質量恒星的含意才被理解。

為了理解黑洞是如何形成的，我們首先需要理解一個恒星的生命周期。起初，大量的氣體（大部分為氫）受自身的引力吸引，而開始向自身坍縮而形成恒星。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。最后，氣體變得如此之熱，以至于當氫原子碰撞時，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恒星發光。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，使恒星在很長時間內維持這種平衡。然而，最終恒星會耗盡了它的氫和其他核燃料。貌似大謬，其實不然的是，恒星初始的燃料越多，它則燃盡得越快。這是因為恒星的質量越大，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，但是質量更大的恒星可以在1億年這么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。當恒星耗盡了燃料，它開始變冷并開始收縮。隨后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，然后回答：“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后，多大的恒星可以繼續對抗自己的引力而維持自己。這個思想是說：當恒星變小時，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并企圖使恒星膨脹。一顆恒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。恒星中的粒子的最大速度差被相對論限制為光速。這意味著，恒星變得足夠緊致之時，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；一個大約為太陽質量一倍半的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力。（這質量現在稱為強德拉塞卡極限。）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。

這對大質量恒星的最終歸宿具有重大的意義。如果一顆恒星的質量比強德拉塞卡極限小，它最后會停止收縮并終于變成一顆半徑為幾千英哩和密度為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著夜空中最亮的恒星——天狼星轉動的那一顆。

蘭道指出，對于恒星還存在另一可能的終態。其極限質量大約也為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。這些恒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，密度為每立方英寸幾億噸。在中子星被第一次預言時，并沒有任何方法去觀察它。實際上，很久以后它們才被觀察到。

另一方面，質量比強德拉塞卡極限還大的恒星在耗盡其燃料時，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，不管恒星有多大，這總會發生。怎么知道它必須損失重量呢？即使每個恒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么？它會坍縮到無限密度嗎？愛丁頓為此感到震驚，他拒絕相信強德拉塞卡的結果。愛丁頓認為，一顆恒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，宣布恒星的體積不會收縮為零。其他科學家，尤其是他以前的老師、恒星結構的主要權威——愛丁頓的敵意使強德拉塞卡拋棄了這方面的工作，轉去研究諸如恒星團運動等其他天文學問題。然而，他獲得1983年諾貝爾獎，至少部分原因在于他早年所做的關于冷恒星的質量極限的工作。

200多年前，偉大的科學家牛頓正在蘋果樹下休息，忽然，一個熟透了的蘋果掉在他身旁，激發了他的靈感，促使他發現了地球的引力。對天體來說，質量大的天體，它的引力也大。如月球的質量比地球小得多，因此月球的引力也小。一個在地球上重75公斤的人登上月球，他的重量變成12.5公斤了。還有這么一個特殊的天體，它的質量比太陽還要大得多，所以它的引力也超常的巨大，無論什么物體只要靠近它，就會被它吞沒，就連速度很快的光線也無法逃脫，被它緊緊地吸住，不能再出來。正因為光線也會被它吞沒，所以我們就看不見這個特殊的天體，天文學家就把它叫做“黑洞”。一切物體只要被它吸進去就再也出不來，就像掉進無底洞一樣，只進不出。
實際上黑洞并不是一個實在的星球，而是一個天區，黑洞的物質都集中在這個天區的中心，它有極強的引力。被吸進去的外來物體就像水流入下水道那樣，成螺旋狀地被卷進去。由于摩擦生熱，物體進入黑洞后，黑洞的溫度可升高到幾百萬度。另外，物體在進入黑洞永遠消失之前，會發射出粒子束，如X射線。科學家們用儀器去測試這種X射線，從而探尋黑洞的存在。
究竟黑洞是怎么形成的呢？我們知道，天體受到兩種力的約束，一是向內的引力，一是向外的壓力。如果壓力大于引力，天體就膨脹。反之，引力大于壓力，天體就會坍縮。絕大多數的恒星是由氫和氦組成的，而氫是核反應所需要的重要元素。恒星內部不停地進行核聚變反應，產生向外膨脹的壓力。一顆比太陽大的恒星，核聚變反應所產生的壓力能與引力相抗衡。一旦恒星內部進行核反應的材料用完后，巨大的引力會使恒星向內坍縮，就像房屋斷了橫梁和支柱后，會向中心坍去。天體坍縮時，體積迅速縮小，而它的密度卻迅速增大，這時所形成的特殊天體就是黑洞。
黑洞原先是通過嚴格的物理規律預言出來的。但是，最近美國宇航局所屬的戈達德空間飛行中心的科學家分析了天文衛星從黑洞的X射線所獲得的數據后，發現NGC3516星系中心近旁鐵原子的X射線光譜揭示，有物質以每秒2917公里的速度，被吸入星系內不見了。科學家指出，這是人們第一次觀測到黑洞吸進物質的直接證據。
神秘的黑洞一直是科學家十分關注的熱點，還有許多未解之謎。

http://baike.baidu.com/view/863.htm

恒星燃燒盡核心的燃料之后，再沒有力量來抗衡引力，開始劇烈收縮，并發生超新星爆發，核心一直收縮，直至黑洞形成，落入黑洞，
黑洞內已經沒有其它力量能抵抗引力，任何東西都只能被壓縮、拉長，最后落進奇點，相當恐怖！
至于黑洞的體積，通常是形容黑洞視界的大小。視界完全不像我們的地面，它不是固體表面，而是時空的分界：視界外的物體能看見，能離開黑洞；視界內的物體看不見，而且只

黑洞是由大質量恒星在生命末期形成的，通常認為是20倍太陽質量以上的恒星才形成黑洞，
恒星燃燒盡核心的燃料之后，再沒有力量來抗衡引力，開始劇烈收縮，并發生超新星爆發，核心一直收縮，直至黑洞形成，落入黑洞，
黑洞內已經沒有其它力量能抵抗引力，任何東西都只能被壓縮、拉長，最后落進奇點，相當恐怖！
至于黑洞的體積，通常是形容黑洞視界的大小。視界完全不像我們的地面，它不是固體表面，而是時空的分界：視界外的物體能看見，能離開黑洞；視界內的物體看不見，而且只能落進奇點。

當一顆恒星衰老時，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，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。
質量小一些的恒星主要演化成白矮星，質量比較大的恒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于三倍太陽的質量。如果超過了這個值，那么將再沒有什么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著中心點進軍，直至成為一個體積很小、密度趨向很大。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小于史瓦西半徑)，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，從而切斷了恒星與外界的一切聯系——“黑洞”誕生了。

據猜測，黑洞是死亡恒星的剩余物，是在特殊的大質量超巨星坍塌收縮時產生的。
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)
　黑洞有巨大的引力,連光都被它吸引而無法逃脫.黑洞中隱匿著巨大的引力場，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為“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了解黑洞。雖然這么說，但黑洞還是有它的邊界，既＂事件視界＂．據猜測，黑洞是死亡恒星的剩余物，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于錢德拉塞卡極限的恒星演化到末期而形成的，質量小于錢德拉塞卡極限的恒星是無法形成黑洞的．（有關參考：《時間簡史》——霍金·著）