黑洞是空间中引力非常强大的区域，任何东西——甚至包括光——都无法逃脱。黑洞并非空无一物，而是塞满了被挤进狭小空间的物质。
谁发现了黑洞?
物理学家卡尔·史瓦西在1916年偶然发现了黑洞，当时他正在计算爱因斯坦广义相对论的特解。他试图找到解决一个单一、独立、对称的物质球——比如太阳系中心的太阳——的引力问题的方法。但这个解包含一个特殊的特征:理论在一个特定的半径上表现得很奇怪，这个半径今天被称为史瓦西半径。
后来人们才明白为什么这个半径如此特殊。如果你把一个物体的质量压缩到一个比这个半径小的空间里，它的引力将压倒所有已知的力，任何力都无法逃脱。早期的物理学家认为这种情况永远不会在自然界中被发现。但在20世纪30年代末，人们开始清楚地认识到大自然可以做到这一点确实允许黑洞存在当时印度物理学家Subrahmanyan Chandrasekhar发现，在一定密度以上，任何力都无法压倒引力。然而，黑洞只能在最极端的条件下形成。
黑洞是如何形成的?
恒星产生光和热是由于其核心的引擎在这个过程中核聚变发生。在那里,两个轻量级原子聚变形成更重的原子，这个过程会释放能量。这些较重的原子然后聚变形成更重的原子，以此类推，使恒星持续产生光和热。
因此，当质量超过太阳8倍的恒星接近生命尽头时，它们的核心会融合越来越重的元素，就像硅而且镁．最终它们开始形成铁。这个问题?熔化铁所需的能量比反应产生的能量要多，所以在那个时候，没有什么能抵消恒星自身质量向内的引力。因此，这颗巨大的恒星向内坍缩。在如此巨大的引力作用下，恒星的核心被挤压到史瓦西半径之外，这时黑洞就形成了。
由于没有任何已知的力可以阻止坍缩，一旦物质形成黑洞，它就会继续向下挤压，直到它变成一个奇点——一个密度无限的点。奇点的周围是视界，这是一个不可见的球形边界，标志着黑洞的入口。任何东西一旦穿过视界，就永远无法离开。为了逃离，一个人必须以比光速更快的速度前进，而由于没有任何东西的速度可以超过光速，那一顿黑洞大餐是注定要失败的。
超大质量黑洞是太阳质量的数百万倍，它是在数亿年的时间里通过吸收周围的物质和与其他黑洞合并而形成的。
黑洞内部发生了什么?
黑洞绝不是空无一物的空间;在里面，你会发现大量的质量被压扁到无限小的一点。奇点的引力不可避免地将任何质量带向奇点。无论你面向哪个方向，无论你多么努力地抵抗，你都保证能在有限的时间内到达奇点，正如JILA所解释的该研究所是科罗拉多大学博尔德分校和美国国家标准与技术研究所的联合研究所。
物理学家不知道奇点处发生了什么。在这样一个极端的环境下，我们目前所有的物理知识都崩溃了。
科学家如何知道黑洞是真实存在的?
尽管缺乏对黑洞内部结构的洞见，物理学家确实知道黑洞的存在。第一个证据来自天鹅座X-1，它是一个明亮的x射线源，距离地球约6000光年，NASA解释．对该系统的观测揭示了一个小的、密集的、黑暗的伴星——黑洞——从轨道伴星的大气中渗出。天文学家看不到黑洞本身，但是，当气体坠落时，它会被加热并以x射线．
黑洞有多大?
天鹅座X-1上的黑洞质量大约是太阳的20倍，这在整个宇宙的黑洞中是非常典型的。在我们的星系中，科学家已经发现了1000万到10亿个黑洞，美国国家航空航天局报道已知距离我们最近的黑洞是天鹅座X-1，它潜伏在6000光年以外(尽管尚未证实的黑洞距离我们只有1000光年)。
但在银河系的中心——以及几乎所有其他星系的中心——坐落着一个庞然大物，一个超大质量黑洞。超大质量黑洞的质量是太阳的数百万倍，有些甚至可以达到太阳质量的数千亿倍。在数亿年的过程中，这些巨黑洞通过吸收周围的物质和与其他黑洞合并而达到惊人的大小。
黑洞长什么样子?
黑洞就是这样，它们是“黑”的，因为它们不发出任何光。但天文学家仍然可以通过它们对其他物体的引力效应和它们杂乱的饮食习惯来探测到它们。
对于一些黑洞，主要是超大质量的黑洞，天文学家可以看到它们，因为它们产生的类星体。类星体是强烈明亮的无线电发射源。当物质落入黑洞中时，它会被压缩并在增强版的天鹅座X-1中升温。围绕黑洞的物质盘可以比它的整个宿主星系发出更亮的光，并能够发射超热的、接近光速的粒子喷射到数万光年外，美国航空航天局说．
另一种“观察”黑洞的方法是它们合并的时候。当两个黑洞碰撞时，它们会发出涟漪时空这就是引力波。这些波非常微弱，但地球上的灵敏仪器能够探测到它们。到目前为止，天文学家已经发现了50个黑洞合并事件。
的只有黑洞的真实“图像”据《生活科学》杂志当时报道，2019年，天文学家使用事件视界望远镜——一个横跨整个地球的碟状网络——抓拍了这个围绕一个名为M87*的黑洞旋转的发光物质盘的图像。beplay苹果网页M87*的重量是太阳的30亿倍，位于5000万光年外的一个星系中，在这张照片中，它看起来像一个扭曲的橙色甜甜圈。由于不可能给黑洞本身拍照(因为没有光可以逃脱)，天文学家看到的是它的“影子”，即它周围发光物质中的洞。
如果你掉进了黑洞呢?
最近的黑洞离我们有几千光年远，这是件好事。从远处看，黑洞就像宇宙中其他大质量物体一样。事实上，如果你用一个太阳质量的黑洞取代太阳，地球的轨道将完全不变(所有的植物都会死亡，但这是另一个问题)。但在黑洞附近，引力非常强大，甚至在到达视界之前，你就会从头到脚被拉伸成一条又长又细的粒子链，这种可怕的命运被称为“意大利面化”。
最初发表在《生活科学》上。beplay苹果网页
额外的资源
- - - - - -NASA回答了10个黑洞问题
- - - - - -美国宇航局的黑洞安全指南
- - - - - -为孩子们准备的黑洞科学实验