人類已知最快的速度是光速 ，光可以在廣闊的宇宙空間中來回穿梭，也可以抵達宇宙的任何角落。可是速度如此快的光在宇宙中也有天敵，這個恐怖的存在正是黑洞。 黑洞 會將自己周圍的一切物質吸入其中，連光都無法逃脫它巨大的重力 。
黑洞 ，是人類既陌生又熟悉的存在。到現在我們都無法弄清楚黑洞內部到底是什麽模樣，進入其中又會發生什麽事情。 熟悉的是，我們知道它就如同它的名字一樣，代表著無邊的黑暗， 而人類對於黑暗有著天生的恐懼。 那麽黑洞到底是什麽？
黑洞
黑洞 是 天文學和天體物理學當中聚焦的重點 ，一直以來大家對這一宇宙當中神奇的天體議論紛紛，最終給它下了這樣一個定義，指出它的時空曲率之大使得光都無法逃脫。 光不僅意味著最快的速度，在意象當中也代表著「光明」 。
在人類的心中，光明總是可以打敗黑暗，可是在黑洞掌握的宇宙法則中卻恰恰相反， 這使它變成了宇宙當中最可怕的東西。
黑洞的構造比較簡單，中心是一個奇異點 ，周圍則是由 黎曼幾何曲率張量 構建的時空 ，這個 時空的邊界具有單向性 ，換言之， 物質只能進入其中卻不可能出來 。愛因斯坦的廣義相對論當中認為， 黑洞是由恒星的死亡塌縮形成的，所以它的重力才會如此巨大。
黎曼曲率
如果我們按照物理性質給黑洞劃分種類，那麽可以將其分為 不旋轉不帶電荷的黑洞、不旋轉帶電黑洞、旋轉不帶電黑洞和旋轉帶電黑洞 ，其中第一種不旋轉不帶電荷的黑洞是我們最熟悉的 「 史瓦西黑洞 」 。
這種黑洞就符合 愛因斯坦廣義相對論 當中對於黑洞的描述，它的來源正是質素很大的恒星。 一般認為，質素是太陽三倍以上的恒星，才有可能形成「黑洞」 ，所以擔心太陽變成黑洞的人可以放心了。
恒星級黑洞 算是黑洞家族當中質素最小的了，在不少星系當中存在著 巨型黑洞， 這些黑洞的質素是 太陽的99萬倍到400億倍之間。 以我們對於天體大小的想象力，很難想象這種黑洞到底有多大，而顯而易見的是， 質素越大的黑洞其重力就越強，有時甚至可以驅使一整個星系旋轉。 不少科學家就認為， 在 銀河系 的中心存在著這樣一個黑洞。
以上還只是這些年來人類對於黑洞的推測， 在黑洞的背後還有無數尚未解開的謎題。 對於宇宙中這樣一個龐然大物我們都很畏懼，因為尚且不能快速有效地觀測到它，這就意味著我們可能一直都在靠近它卻不自知。 出於對黑洞重力吞噬的恐懼，人類渴望找到探索出 黑洞 的演化行程。
既然黑洞可以吞噬宇宙中的所有天體， 那麽被黑洞吞噬的物體都去哪裏了？
被黑洞吞噬的天體
在前文中描述黑洞的定義時有提到這樣一點， 黑洞 會吞噬周圍的所有物質，哪怕是光都無法逃脫，就更不用說運動很慢的天體了。 因此，如果有天體在黑洞附近，那麽它們的命運就是板上釘釘的事情。
可是，這些被黑洞吞噬的天體都去哪裏了呢？ 按照黑洞單向膜只進不出的構造來說，這些天體應該都被它「消化」了， 那麽在這樣無休止的吞噬之下，黑洞就會無限變大嗎？假如黑洞真的可以無限變大， 那麽我們的宇宙是不是遲早也會被「 巨型黑洞 」完全吞噬？
以上這些問題，不僅普通人會感到疑惑， 其實科學家們這些年也被它們所困擾 。所幸在堅持不懈地探索之下，我們還是了解了一二。如果說愛因斯坦的相關理論為我們開啟了探索宇宙的全新視角， 那麽霍金作為後起之秀，就是解開前人假設和謎題的「解密人」。
基於黑洞的單向性 ，過去我們總認為它是只出不進的。但是1974年時， 霍金就將量子理論套用於黑洞的研究，至此提出了一種全新的概念，也就是 「 黑洞輻射 」 。從輻射一詞就可以看出，霍金眼中的黑洞不再是「只出不進」的饕餮， 而是能透過熱輻射釋放能量，漸漸縮小消失的「正常天體」。
按 霍金蒸發效應計算黑洞的壽命與其質素 的關系式是這樣的 ：
t≈1065R3.在這一關系式當中t是黑洞的壽命，R則是黑洞質素與太陽質素的比值。
霍金的黑洞輻射理論是基於 狄拉克的「 真空量子理論 」所提出的 ，他認為在黑洞周圍有著 無數護衛反粒子的虛粒子對 。這些正、反粒子在相遇時可能會被吸入或者湮滅，而其中的正能態粒子是可以逃出黑洞的， 這些逃出黑洞的粒子就形成了所謂的輻射。
因此，按照霍金黑洞輻射的理論。 那些被 黑洞吞噬的天體 ，會以熱輻射的方式被釋放出來 ，但是顯然即使能出來，也是數萬億年以後了，畢竟黑洞的熱輻射是很慢的。 並且以熱輻射方式出來的「天體」，早已失去了原來的模樣，這是因為早在進入時它就已經被扯碎了。
可以看出， 在霍金看來黑洞並不會無限變大，它是有消亡的那一天的 ，但是以人類短暫的一生來說，是永遠看不到的。並且， 進入黑洞的那些物體總會以另一種形式重現宇宙，不過形態早已發生了變化 。但是不得不說，霍金的 黑洞輻射 理論中，粒子的動量和位置都不能同時確定， 因此還有許多待證實的部份，所以我們並不能將其當做確定的理論 。
人類對於黑洞的了解還是太少了，所以大多數的理論都具有推測性質，這些理論可能要等幾十年甚至百年之後才會得到證實。但不論怎樣， 黑洞客觀存在的事實已被證明，它並不是「神學鼓吹者」所說的神明居住的高級維度。
黑洞的發現歷史
在不少人的認知當中， 黑洞 是在愛因斯坦提出廣義相對論之後才出現的，這種觀點其實比較片面。 因為人類早在1783年時就已經意識到了宇宙當中存在著黑洞，不過其對黑洞的稱呼有所變化。
英國地理學家 John Michell, 在1783年寫給亨利·卡文迪什的一封信中提出這個想法：
他認為一個與太陽同等質素的天體,如果半徑只有3km,那麽這個天體是不可見的,因為光無法逃離天體表面。
12年之後， 拉普拉斯也指出宇宙中有一個天體可以吸引光線 ，並且在著作【宇宙體系論】當中提出了相關計算公式，這時的黑洞在人們眼中還是一個「不可見星」。不過，在廣義相對論提出之前， 我們是無法正確描述黑洞的，可以說廣義相對論是人類得以研究分析 黑洞 的基礎。
德國天文學家卡爾·史瓦西正是基於 愛因斯坦的 重力方程式 ， 提出了當物質集中於空間一點，其周圍會形成「視界」 ，而這個視界存在 單向性 ，只要進入就不可能再逃出。我們前文中也有提到有關於史瓦西黑洞的相關概念， 在這之後，「黑洞」這一名稱才真正被啟用。
人們在未來的100多年中，對黑洞展開了無數研究，在科學家的努力之下我們發現了更多關於黑洞的資訊。 比如說除了 史瓦西黑洞 以外，學界還確定了 克爾紐曼黑洞 等等 。相較於17世紀和18世紀對黑洞的模糊描述而言，現在變得更加具象化了。更不用說， 霍金的黑洞輻射理論，挑戰了黑洞「只出不進」的基本性質 。
2019年4月21日時 ，人類獲得了首張黑洞照片。這張照片中的 黑洞位於M87星系，其質素約為太陽的65億倍，距離地球5500萬光年左右。 從照片中可以看出，黑洞的中心正是漆黑一片，而發光的是它周邊的 吸積盤 。
值得一提的是，這張照片並不是由某個器材拍攝得到的，而是由全世界 近10台的 毫米波望遠鏡 進行聯網觀測後才得到的，可見拍攝黑洞是一件極為困難的事情。
在拍攝之前的準備工作也很繁冗， 因為黑洞本身是很難被探測到的，如果探測都成問題又怎麽可能完成拍攝呢？ 所以，找到黑洞的所在也很重要，那麽一般會透過什麽方法找到黑洞呢？
可以利用重力效應、輻射效應、密度效應和 重力透鏡 等方式 ，以輻射效應為例，當黑洞在利用自己的重力吸引周圍的物質時，這些物質會產生碰撞，從而輻射出各種電磁波。 其中的X射線還可以形成射線源，所以我們可以追尋著X射線源揪出藏匿在它背後的黑洞。
白洞與蟲洞
黑洞作為宇宙當中橫行的霸主，不僅可以吞噬所有的天體，還會在發展的過程中透過合並變大。 白洞 正好與之相反，這一假設天體也是基於廣義相對論提出的，它的一切性質和基本特征都與黑洞完全相反。
因此也有不少科學家認為， 黑洞的背後可能存在著白洞 。白洞會被黑洞吞噬掉的天體在噴射回宇宙當中，按照這種說法來看， 白洞 是「只出不進」的 。不過，雖然我們都期待著宇宙當中有白洞這種存在，畢竟它可以將黑洞吞掉的東西重新返還給宇宙。但是這些年裏， 我們從未探測到類似「白洞」的天體，所以至今它都活在人類的假設中 。
和黑洞、白洞同樣有名的就是蟲洞了 ，蟲洞之所以這麽受大家關註， 就是因為它也特許以幫助我們實作「時空穿梭」的夢想。 其實從某種角度來說，黑洞也能幫助人類實作時空穿越，但是 黑洞巨大的重力卻使我們望而卻步 。蟲洞就不同了，它像是一條狹窄的隧道， 連線起了兩個不同的空間，只要能透過外力保證它的穩定性，那麽實作時空穿梭可謂是易如反掌 。 #圖文萬粉激勵計劃#
