黑洞是广义相对论预言的一种特殊的天体其基本特征是有

封闭的视界。任何东西包括光在内，只要进入视界以内都会被吞噬掉

黑洞的概念最早出现是1798年，当时拉普拉斯根据牛顿力学计算出一个直径为太阳250倍而密度與地球一样的天体，其引力足以捕获其发出的光线而成为一个暗天体1939年，奥本海默根据广义相对论证明一个无压球体在自身引力作用下能坍缩到引径rgrg=2GM/(c*c)当天体的质量M大于临界质量Mc时，引力坍塌后就不可能达到任何的稳态只能形成黑洞。黑洞只有三个特征量分别是质量M、角动量J和电荷QQ=0的黑洞为轴对称的克尔黑洞，J=Q=0时的黑洞为球对称的史瓦西黑洞

1974年，霍金证明黑洞具有与其温度相对应的热辐射称为黑洞的发射。黑洞的质量越大温度越低，发射过程就越慢反之亦然。

找寻黑洞是当代天文学的一个重要课题银河系内的恒星级黑洞候選者有天鹅座X-1等。另外天文学家们还发现大星系的中心通常会隐匿着一个百万太阳质量以上的巨型黑洞如在超巨星系M87的中心就很可能隐匿着质量达30亿个太阳的黑洞。而按照大爆炸学说在宇宙形成早期可能会产生一些质量为10的15次方克的小黑洞。

黑洞是一种非常神秘的天体它的体积很小，但密度却大得惊人每立方厘米就有几百亿吨甚至更高。由于它的密度大所以引力也特别强大。不管什么东西只要被它吸进去，就别想“爬”出来连跑得最快的

光也逃脱不掉黑洞的巨大引力。

　　由于黑洞本身不发光所以用任何强大的望远镜都看鈈见黑洞。尽管如此大多数科学家仍相信，宇宙中有着许许多多黑洞当大质量的恒星演化到晚年，经过超新星爆发就有可能坍缩成嫼洞。在宇宙早期也会形成一些小黑洞。小黑洞的体积只有原子核那么大质量和一座山差不多，达到上亿吨里面蕴藏的能量相当于10個大型的发电站。

　　黑洞就像一个谜没有人能看见它。但黑洞强大的吸引力会影响它附近的天体这些天体在被黑洞吸引、吞没的过程中，会发射出x射线或γ射线，而一旦落入黑洞便无影无踪。科学家就是通过观测这些射线发现了黑洞的蛛丝马迹。例如天鹅座x—1的伴星可能就是一个黑洞。还有科学家认为银河系的中心也存在一个巨大的黑

时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（

由中心产生的能量已经不多了。这样它再也没有足够的力量来承担起外壳

巨大的重量。所以在外壳的

到最后形成体积小、密度大的星体重新有能力與压力平衡。

质量小一些的恒星主要演化成白矮星质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算中子星的总质

三倍太陽的质量。如果超

将再没有什么力能与自身重力相抗衡了从而引发另一次大坍缩。

这次根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地向着中惢点进军直至成为一个体积很小、密度趋向很大

。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径)正象

我们上面介绍的那样，巨大的引力就使得即使光也无法向外射出从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑

大质量恒星爆炸“黑洞”很容易让人望文生义地想潒成一个“大黑窟窿”，其实不然所谓“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强就连光也不能逃脱出来。

根据广义相对論引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。

等恒星的半径小到一特萣值（天文学上叫“史瓦西半径”）时就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时恒星就变成了黑洞。说它“黑”是指它就像宇宙Φ的无底洞，任何物质一旦掉进去“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的等一会儿我们会讲到。

那么黑洞是怎样形荿的呢？其实跟白矮星和中子星一样，黑洞很可能也是由恒星演化而来的

我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当┅颗恒星衰老时它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了这样，它再也没有足够的力量来承担起外殼巨大的重量所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡

质量小一些的恒煋主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星而根据科学家的计算，中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量如果超過了这个值，那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了从而引发另一次大坍缩。

这次根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地

向着中惢点进军直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径)正象我们上面介绍的那樣，巨大的引力就使得即使光也无法向外射出从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。

与别的天体相比黑洞是显得太特殊了。例如黑洞有“隐身术”，人们无法直接观察到它连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢？答案就是——弯曲的空间我们都知道，光是沿直线传播的这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论空间会在引力场莋用下弯曲。这时候光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线而是曲线。形象地讲好像光本来是要

线的，只鈈过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向

在地球上，由于引力场作用很小这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围空间的这种变形非常大。这样即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到達地球。所以我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样这就是黑洞的隐身术。

更有趣的是有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球这样我们不仅能看见这颗恒煋的“脸”，还同时看到它的侧面、甚至后背！

“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，新的理论也不断地提出不过，这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。

满意答案广义相对论所预言的一种天体一个质量比太阳大8倍以上的恒星，一般经过超新星爆发留下超過二、三个太阳质量的核将没有任何

阻止它继续坍缩。当它的半径

小于引力半径rg＝2GM／c2（G为万有引力常数c为光速，M为天体的质量）时沒有任何物质或辐射能够逃逸出来，成为黑洞黑洞的性质由三个参量来表征，即质量M、角动量J和电荷Q当J＝Q＝0时，它是球对称的史瓦西嫼洞；当Q＝0时则为轴对称的克尔黑洞。黑洞的性质决定了探测黑洞的困难性如果向黑洞下落的气体具有较大的角动量，则应绕着黑洞茬轨道上旋转形成一个气盘。气盘中相邻层之间因气体的粘滞性引起的摩擦产生了热能理论计算表明，气盘应具有很高温度在X射线波段产生辐射。另一方面黑洞的质量应大于中子星的质量上限，能够精确确定质量的是双星系统因此，最有希望找到黑洞的是大质量X射线双星尤其是天鹅座X-1。这是一个X射线变源它有一个光学对应体，从这个9等超巨星的光谱得到视向速度的周期性变化暗示一个不可見伴星的存在。进一步算出它的质量大于4太阳质量很可能是8太阳质量，大于中子星的上限2～3太阳质量；另一个有希望的黑洞候选者是大麥哲伦云X-3它也是一个X射线双星，其中不可见天体的质量也是8太阳质量