黑洞，一个具有巨大质量和引力的天体，可以从字面上理解为一个看不见的“无底洞”。因为即使是光子也无法从“无底洞”中“逃脱”，没有光子出来，所以我们看不到它。

星际电影中的黑洞

关于提出黑洞的历史

英国地理学家约翰·林可唯首先提出了黑洞问题。1783年，他提出，如果一个天体的质量与太阳相同，天体的直径只有3公里左右，那么天体表面的引力是如此之大，以至于宇宙中最快的光子也无法逃离它的表面。

此外，法国物理学家拉普拉斯在1796年预言:“如果一个天体的质量约为太阳的250倍，直径等于地球的直径，那么这个天体表面的引力将变得如此之大，以至于连光都无法逃脱。”

直到20世纪爱因斯坦发表了广义相对论，我们对黑洞理论有了很多新的认识，比如知道了黑洞形成的必要条件和黑洞的三个独特的物理特性。

根据劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的研究，一个中等大小的黑洞可能会“复活”死去的白矮星。图为一个黑洞吸取蓝星附近物质的示意图。(图片:美国宇航局)

黑洞概述

黑洞是一个时间区域空。它将表现出如此强大的引力效应，以至于没有粒子和电磁辐射，如光子，可以从黑洞内部逃逸。广义相对论预言，一个足够致密的质量可以弯曲时间空，从而形成一个不可避免的区域边界，称为事件视界。简单来说，这就是信息的终点，你无法把它弄出来。

目前还没有直接观测黑洞的证据，但从黑洞周围的时间空可以找到黑洞的间接证据。例如，当黑洞影响周围的恒星时，恒星的物质会由于黑洞的强大引力而落入黑洞，黑洞与恒星之间会形成吸积盘。在这个过程中，恒星的物质将被加热并辐射能量(X射线)，这将被我们观察到。这里需要知道的是，目前还没有发现真正的黑洞，只发现了与黑洞相似的候选者。

X射线双星系统中巨星吸积盘示意图

黑洞的形成

黑洞是由临界值以上的大质量恒星“死亡”而形成的特殊天体。起初，典型的恒星，如太阳，依靠氢聚变来维持能量。然后氢被耗尽，由于重力的压力，核心环境变成氦，开始融合。较重的恒星将与较重的元素融合，直到它们达到铁。根据理论，如果恒星的核心质量大于或等于太阳质量的3.2倍，那么就没有能量(斥力)来抵抗自身的引力，引力就会开始向中心无限坍缩，进而形成一个“黑洞”，黑洞的中心就会趋于奇点。

目前黑洞有两个经典的极限值，第一个是奥本海默-沃尔科夫极限(冷中子星的质量上限)，接近太阳质量的2.17倍。如果冷中子星超过这个极限，它很可能会因为强大的引力而坍缩成黑洞。第二个是著名的史瓦西半径。史瓦西半径意味着当一个物体被压缩到临界半径时，它将形成一个黑洞。严格来说，它是球对称、不旋转、不带电物体的重力场值。当一个具有特定质量的物体被压缩到这个值时，它自身的引力可以不受约束地被压缩到奇点。理论上，太阳的史瓦西半径约为3公里，地球的史瓦西半径只有9毫米左右。如果质量大于或等于太阳3.2倍的天体被压缩到其史瓦西半径内，就会形成黑洞。

两个互相围绕的黑洞。最终，这两个黑洞将合并并产生引力波。(图:阿拉米股票照片)

参考数据

1.WJ百科全书

2.天文术语

3.知乎

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