黑洞是什么 黑洞中隐匿着巨大的引力场，这种引力大到任何东西，甚至连光，都难逃黑洞的手掌心。黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见，这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。我们无法通过光的反射来观察它，只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。据猜测，黑洞是死亡恒星或爆炸气团的剩余物，是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。 因为黑洞是不可见的，所以有人一直置疑，黑洞是否真的存在。如果真的存在，它们到底在哪里？ 黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。任何靠近它的物体都会被它吸进去，黑洞就变得像真空吸尘器一样 为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界，我们需要讨论广义相对论。广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说，适用于行星、恒星，也适用于黑洞。爱因斯坦在1916年提出来的这一学说，说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变。简言之，广义相对论说物质弯曲了空间，而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动。 让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的。首先，考虑时间（空间的三维是长、宽、高）是现实世界中的第四维（虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向，但我们可以尽力去想象）。其次，考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面。 爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这一情景：石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些，虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的，但其中央仍稍有下凹。如果在弹簧床中央放置更多的石块，则将产生更大的效果，使床面下沉得更多。事实上，石头越多，弹簧床面弯曲得越厉害。 同样的道理，宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变。正如10块石头比1块石头使弹簧床面弯曲得更厉害一样，质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害得多。 如果一个网球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动，它将沿直线前进。反之，如果它经过一个下凹的地方 ，则它的路径呈弧形。同理，天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进，而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。 现在再来看看黑洞对于其周围的时空区域的影响。设想在弹簧床面上放置一块质量非常大的石头代表密度极大的黑洞。自然，石头将大大地影响床面，不仅会使其表面弯曲下陷，还可能使床面发生断裂。类似的情形同样可以宇宙出现，若宇宙中存在黑洞，则该处的宇宙结构将被撕裂。这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或奇点。 现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去。正如一个滚过弹簧床面的网球，会掉进大石头形成的深洞一样，一个经过黑洞的物体也会被其引力陷阱所捕获。而且，若要挽救运气不佳的物体需要无穷大的能量。 我们已经说过，没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西。但科学家认为黑洞会缓慢地释放其能量。著名的英国物理学家霍金在1974年证明黑洞有一个不为零的温度，有一个比其周围环境要高一些的温度。依照物理学原理，一切比其周围温度高的物体都要释放出热量，同样黑洞也不例外。一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量，黑洞释放能量称为：霍金辐射。黑洞散尽所有能量就会消失。 处于时间与空间之间的黑洞，使时间放慢脚步，使空间变得有弹性，同时吞进所有经过它的一切。1969年，美国物理学家约翰 阿提 惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞”。 我们都知道因为黑洞不能反射光，所以看不见。在我们的脑海中黑洞可能是遥远而又漆黑的。但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑。通过科学家的观测，黑洞周围存在辐射，而且很可能来自于黑洞，也就是说，黑洞可能并没有想象中那样黑。 霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子，这些粒子在太空中成对产生，不遵从通常的物理定律。而且这些粒子发生碰撞后，有的就会消失在茫茫太空中。一般说来，可能直到这些粒子消失时，我们都未曾有机会看到它们。 霍金还指出，黑洞产生的同时，实粒子就会相应成对出现。其中一个实粒子会被吸进黑洞中，另一个则会逃逸，一束逃逸的实粒子看起来就像光子一样。对观察者而言，看到逃逸的实粒子就感觉是看到来自黑洞中的射线一样。 所以，引用霍金的话就是“黑洞并没有想象中的那样黑”，它实际上还发散出大量的光子。 根据爱因斯坦的能量与质量守恒定律。当物体失去能量时，同时也会失去质量。黑洞同样遵从能量与质量守恒定律，当黑洞失去能量时，黑洞也就不存在了。霍金预言，黑洞消失的一瞬间会产生剧烈的爆炸，释放出的能量相当于数百万颗氢弹的能量。 但你不要满怀期望地抬起头，以为会看到一场烟花表演。事实上，黑洞爆炸后，释放的能量非常大，很有可能对身体是有害的。而且，能量释放的时间也非常长，有的会超过100亿至200亿年，比我们宇宙的历史还长，而彻底散尽能量则需要数万亿年的时间 黑洞 谈黑洞是在普遍没有了解引力场本质的情况下谈黑洞。 如果按照黑洞定义谈黑洞，那宇宙中的黑洞是不存在的。 因为宇宙中的物质具有物质的本质特性。 按照宇宙中物质本质特性，不可能恒星发出的光又会被恒星吸收回恒星。 黑洞是一种体积极小，质量极大的恒星，在其强大的引力下，连光也无法逃逸———从恒星表面发出的光，还没有到达远处即被该恒星自身的引力吸引回恒星。 一团物质,如果其引力场强大到足以使时空完全弯曲而围绕它自身,因而任何东西,甚至连光都无法逃逸,就叫做黑洞.不太多的物质被压缩到极高密度(例如将地球压缩到一粒豌豆大小),或者,极大的一团较低密度物质(例如几百万倍于太阳的质量分布在直径与太阳系一样的球中,大致具有水的密度),都能出现这种情形. 第一位提出可能存在引力强大到光线不能逃离的'黑洞'的人是皇家学会特别会员约翰·米切尔,他于1783年向皇家学会陈述了这一见解.米切尔的计算依据是牛顿引力理论和光的微粒理论.前者是当时最好的引力理论.后者则把光设想为有如小型炮弹的微小粒子(现在叫做光子)流.米切尔假定,这些光粒子应该像任何其他物体一样受到引力的影响.由于奥利·罗默(Ole Romer)早在100多年前就精确测定了光速.所以米切尔得以计算一个具有太阳密度的天体必须多大,才能使逃逸速度大于光速. 如果这样的天体存在,光就不能逃离它们,所以它们应该是黑的.太阳表面的逃逸速度只有光速的,但如果设想一系列越来越大但密度与太阳相同的天体,则逃逸速度迅速增高.米切尔指出,直径为太阳直径500倍的这样一个天体(与太阳系的大小相似),其逃逸速度应该超过光速. 皮埃尔·拉普拉斯(Pierre Laplace)独立得出并于1796年发表了同样的结论.米切尔在一次特具先见之明的评论中指出,虽然这样的天体是看不见的,但'如果碰巧任何其他发光天体围绕它们运行,我们也许仍有可能根据这些绕行天体的运动情况推断中央天体的存在.换言之,米切尔认为,如果黑洞存在于双星中,那将最容易被发同.但这一有在黑星的见解在19世纪被遗忘了,直到天文学家认识到黑洞可经由另一途径产生,在研讨阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论时才重新提起. 第一次世界大战时在东部战线服役的天文学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)是最先对爱因斯坦理论结论进行分析的人之一.广义相对论将引力解释为时空在物质近旁弯曲的结果.史瓦西计算了球形物体周围时空几何特性的严格数学模型,将它的计算寄给爱因斯坦,后者于1916年初把它们提交给普鲁士科学院.这些计算表明,对'任何'质量者存在一个临界半径,现在称为史瓦西半径,它对应时空一种极端的变形,使得如果质量被挤压到临界半径以内,空间将弯曲到围绕该物体并将它与宇宙其余部分隔断开来.它实际上成为了一个自行其是的独立的宇宙,任何东西(光也在内)都无法逃离它. 对于太阳史瓦西半径是公里对于地球,它等于厘米.这并不意味太阳或地球中心有一个大小合适现在称为黑洞(这个名词是1967年才首次由约翰·惠勒用于这一含义的东西存在.在离天体中心的这一距离上,时空没有任何反常.史瓦西计算表明的是,如果太阳被挤压进半径公里的球内,或者,如果地球被挤压进半径仅厘米的球内,它们就将永远在一个黑洞内而与外部宇宙隔离.物质仍然可以掉进这样一个黑洞但没东西能够逃出来. 这些结论被看成纯粹数学珍藏品达数十年之久，因为没有人认为真正的、实在的物体能够坍缩到形成黑洞所要求的极端密度。1920年代开始了解了白矮星，但即使白矮星也拥有与太阳大致相同的质量而大小却与地球差不多，其半径远远大于3公里。人们也未能及时领悟到，如果有大量的一般密度物质，也可以造出一个本质上与米切尔和拉普拉斯所想像的相同的黑洞。与任意质量M对应的史瓦西半径由公式2GM/c2给出，其中G是引力常数。c是光速。 1930年代，萨布拉曼扬·昌德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）证明，即使一颗白矮星，也仅当其质量小于倍太阳质量时才是稳定的，任何死亡的星如果比这更重，必将进一步坍缩。有些研究家想到了这也许会导致形成中子星的可能性，中子星的典型半径仅约白矮星的1/700，也就是几公里大小。但这个思想一直要等到1960年代中期发现脉冲星，证明中子星确实存在之后，才被广泛接受。 这重新燃起了对黑洞理论的兴趣，因为中子星差不多就要变成黑洞了。虽然很难想像将太阳压缩到半径公里以内，但现在已经知道存在质量与太阳相当、半径小于10公里的中子星，从中子星到黑洞也就一步之遥了。 理论研究表明，一个黑洞的行为仅由其三个特性所规定——它的质量、它的电荷和它的自转（角动量）。无电荷、无自转的黑洞用爱因斯坦方程式的史瓦西解描述；有电荷、无自转的黑洞用赖斯纳—诺德斯特罗姆解描述；无电荷、有自转的黑洞用克尔解描述；有电荷、有自转的黑洞用克尔—纽曼解描述。黑洞没有其他特性，这已由‘黑洞没有毛发’这句名言所概括。现实的黑洞大概应该是自转而无电荷，所以克尔解最令人感兴趣。 现在都认为，黑洞和中子星都是在磊质量恒星发生超新星爆发时的临死挣扎中产生的。计算表明，任何质量大致小于3倍太阳质量（奥本海默—弗尔科夫极限）的至密超新星遗迹可以形成稳定的中子星，但任何质量大于这一极限的致密进退新星遗迹将坍缩为黑洞，其内容物将被压进黑洞中心的奇点，这正好是宇宙由之诞生的大爆炸奇点的镜像反转。如果这样一个天体碰巧在绕一颗普通恒星的轨道上，它将剥夺伴星的物质，形成一个由向黑洞汇集的热物质构成的吸积盘。吸积盘中的温度可以升至极高，以致它能辐射X射线，而使黑洞可被探测到。 1970年代初，米切尔的预言有了反响：在一个双星系统中发现了这样一种天体。一个叫做天鹅座X—1的X射线源被证认为恒星HDE226868。这个系统的轨道动力学特性表明，该源的X射线来自围绕可见星轨道上一个比地球小的天体，但源的质量却大于奥本海默—弗尔科夫极限。这只可能是一个黑洞。此后，用同一方法又证认了其他少数几个黑洞。而1994年天鹅座V404这个系统成为迄今最佳黑洞‘候选体’，这是一个质量为太阳质量70%的恒星围绕大约12倍太阳质量的X射线源运动的系统。但是，这些已被认可的黑洞证认大概不过是冰山之尖而已。 这种‘恒星质量’黑洞，正如米切尔领悟的，只有当它们在双星系统中时才能探测到。一个孤立的黑洞无愧于它的名称——它是黑暗的、不可探测的。然而，根据天体物理学理论，很多恒星应该以中子星或黑洞作为其生命的结束。观测者在双星系统中实际上探测到的合适黑洞候选者差不多与他们发现的脉冲双星一样多，这表示孤立的恒星质量黑洞数目应该与孤立的脉冲星数目相同，这一推测得到了理论计算的支持。 我们银河系中现在已知大约500个活动的脉冲星。但理论表明，一个脉冲星作为射电源的活动期是很短的，它很快衰竭成无法探测的宁静状态。所以，相应地我们周围应该存在更多的‘死’脉冲星（宁静中子星）。我们的银河指法含有1000亿颗明亮的恒星，而且已经存在了数十亿年之久。最佳的估计是，我们银河指法今天含有4亿个死脉冲星，而恒星质量黑洞数量的甚至保守估计也达到这一数字的¼——1亿个。如果真有这么多黑洞，而黑洞又无规则地散布在银河系中的话，则最近的一个黑洞也离我们仅仅15光年。既然我们银河系没有什么独特之处，那么宇宙中每个其他的星系也应该含有同样多的黑洞。Ic 星系也可能含有某种很像米切尔的拉普拉斯最初设想的‘黑星’的天体。这样的天体现在称为‘特大质量黑洞’，被认为存在于活动星系和类星体的中心，它们提供的引力能可能解释这些天体的巨大能量来源。一个大小如太阳系、质量数百万倍于太阳质量的黑洞，可以从周围每年食掉一到两颗恒星的物质。在这个过程中，很大一部分恒星质量将遵照爱因斯坦分工E=mc2转变成能量。宁静的超大质量黑洞可能存在于包括我们银河系在内的所有星 一团物质,如果其引力场强大到足以使时空完全弯曲而围绕它自身,因而任何东西,甚至连光都无法逃逸,就叫做黑洞.不太多的物质被压缩到极高密度(例如将地球压缩到一粒豌豆大小),或者,极大的一团较低密度物质(例如几百万倍于太阳的质量分布在直径与太阳系一样的球中,大致具有水的密度),都能出现这种情形. 第一位提出可能存在引力强大到光线不能逃离的'黑洞'的人是皇家学会特别会员约翰·米切尔,他于1783年向皇家学会陈述了这一见解.米切尔的计算依据是牛顿引力理论和光的微粒理论.前者是当时最好的引力理论.后者则把光设想为有如小型炮弹的微小粒子(现在叫做光子)流.米切尔假定,这些光粒子应该像任何其他物体一样受到引力的影响.由于奥利·罗默(Ole Romer)早在100多年前就精确测定了光速.所以米切尔得以计算一个具有太阳密度的天体必须多大,才能使逃逸速度大于光速. 如果这样的天体存在,光就不能逃离它们,所以它们应该是黑的.太阳表面的逃逸速度只有光速的,但如果设想一系列越来越大但密度与太阳相同的天体,则逃逸速度迅速增高.米切尔指出,直径为太阳直径500倍的这样一个天体(与太阳系的大小相似),其逃逸速度应该超过光速. 皮埃尔·拉普拉斯(Pierre Laplace)独立得出并于1796年发表了同样的结论.米切尔在一次特具先见之明的评论中指出,虽然这样的天体是看不见的,但'如果碰巧任何其他发光天体围绕它们运行,我们也许仍有可能根据这些绕行天体的运动情况推断中央天体的存在.换言之,米切尔认为,如果黑洞存在于双星中,那将最容易被发同.但这一有在黑星的见解在19世纪被遗忘了,直到天文学家认识到黑洞可经由另一途径产生,在研讨阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论时才重新提起. 第一次世界大战时在东部战线服役的天文学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)是最先对爱因斯坦理论结论进行分析的人之一.广义相对论将引力解释为时空在物质近旁弯曲的结果.史瓦西计算了球形物体周围时空几何特性的严格数学模型,将它的计算寄给爱因斯坦,后者于1916年初把它们提交给普鲁士科学院.这些计算表明,对'任何'质量者存在一个临界半径,现在称为史瓦西半径,它对应时空一种极端的变形,使得如果质量被挤压到临界半径以内,空间将弯曲到围绕该物体并将它与宇宙其余部分隔断开来.它实际上成为了一个自行其是的独立的宇宙,任何东西(光也在内)都无法逃离它. 对于太阳史瓦西半径是公里对于地球,它等于厘米.这并不意味太阳或地球中心有一个大小合适现在称为黑洞(这个名词是1967年才首次由约翰·惠勒用于这一含义的东西存在.在离天体中心的这一距离上,时空没有任何反常.史瓦西计算表明的是,如果太阳被挤压进半径公里的球内,或者,如果地球被挤压进半径仅厘米的球内,它们就将永远在一个黑洞内而与外部宇宙隔离.物质仍然可以掉进这样一个黑洞但没东西能够逃出来. 这些结论被看成纯粹数学珍藏品达数十年之久，因为没有人认为真正的、实在的物体能够坍缩到形成黑洞所要求的极端密度。1920年代开始了解了白矮星，但即使白矮星也拥有与太阳大致相同的质量而大小却与地球差不多，其半径远远大于3公里。人们也未能及时领悟到，如果有大量的一般密度物质，也可以造出一个本质上与米切尔和拉普拉斯所想像的相同的黑洞。与任意质量M对应的史瓦西半径由公式2GM/c2给出，其中G是引力常数。c是光速。 1930年代，萨布拉曼扬·昌德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）证明，即使一颗白矮星，也仅当其质量小于倍太阳质量时才是稳定的，任何死亡的星如果比这更重，必将进一步坍缩。有些研究家想到了这也许会导致形成中子星的可能性，中子星的典型半径仅约白矮星的1/700，也就是几公里大小。但这个思想一直要等到1960年代中期发现脉冲星，证明中子星确实存在之后，才被广泛接受。 这重新燃起了对黑洞理论的兴趣，因为中子星差不多就要变成黑洞了。虽然很难想像将太阳压缩到半径公里以内，但现在已经知道存在质量与太阳相当、半径小于10公里的中子星，从中子星到黑洞也就一步之遥了。 理论研究表明，一个黑洞的行为仅由其三个特性所规定——它的质量、它的电荷和它的自转（角动量）。无电荷、无自转的黑洞用爱因斯坦方程式的史瓦西解描述；有电荷、无自转的黑洞用赖斯纳—诺德斯特罗姆解描述；无电荷、有自转的黑洞用克尔解描述；有电荷、有自转的黑洞用克尔—纽曼解描述。黑洞没有其他特性，这已由‘黑洞没有毛发’这句名言所概括。现实的黑洞大概应该是自转而无电荷，所以克尔解最令人感兴趣。 现在都认为，黑洞和中子星都是在磊质量恒星发生超新星爆发时的临死挣扎中产生的。计算表明，任何质量大致小于3倍太阳质量（奥本海默—弗尔科夫极限）的至密超新星遗迹可以形成稳定的中子星，但任何质量大于这一极限的致密进退新星遗迹将坍缩为黑洞，其内容物将被压进黑洞中心的奇点，这正好是宇宙由之诞生的大爆炸奇点的镜像反转。如果这样一个天体碰巧在绕一颗普通恒星的轨道上，它将剥夺伴星的物质，形成一个由向黑洞汇集的热物质构成的吸积盘。吸积盘中的温度可以升至极高，以致它能辐射X射线，而使黑洞可被探测到。 1970年代初，米切尔的预言有了反响：在一个双星系统中发现了这样一种天体。一个叫做天鹅座X—1的X射线源被证认为恒星HDE226868。这个系统的轨道动力学特性表明，该源的X射线来自围绕可见星轨道上一个比地球小的天体，但源的质量却大于奥本海默—弗尔科夫极限。这只可能是一个黑洞。此后，用同一方法又证认了其他少数几个黑洞。而1994年天鹅座V404这个系统成为迄今最佳黑洞‘候选体’，这是一个质量为太阳质量70%的恒星围绕大约12倍太阳质量的X射线源运动的系统。但是，这些已被认可的黑洞证认大概不过是冰山之尖而已。 这种‘恒星质量’黑洞，正如米切尔领悟的，只有当它们在双星系统中时才能探测到。一个孤立的黑洞无愧于它的名称——它是黑暗的、不可探测的。然而，根据天体物理学理论，很多恒星应该以中子星或黑洞作为其生命的结束。观测者在双星系统中实际上探测到的合适黑洞候选者差不多与他们发现的脉冲双星一样多，这表示孤立的恒星质量黑洞数目应该与孤立的脉冲星数目相同，这一推测得到了理论计算的支持。 我们银河系中现在已知大约500个活动的脉冲星。但理论表明，一个脉冲星作为射电源的活动期是很短的，它很快衰竭成无法探测的宁静状态。所以，相应地我们周围应该存在更多的‘死’脉冲星（宁静中子星）。我们的银河指法含有1000亿颗明亮的恒星，而且已经存在了数十亿年之久。最佳的估计是，我们银河指法今天含有4亿个死脉冲星，而恒星质量黑洞数量的甚至保守估计也达到这一数字的¼——1亿个。如果真有这么多黑洞，而黑洞又无规则地散布在银河系中的话，则最近的一个黑洞也离我们仅仅15光年。既然我们银河系没有什么独特之处，那么宇宙中每个其他的星系也应该含有同样多的黑洞。Ic 星系也可能含有某种很像米切尔的拉普拉斯最初设想的‘黑星’的天体。这样的天体现在称为‘特大质量黑洞’，被认为存在于活动星系和类星体的中心，它们提供的引力能可能解释这些天体的巨大能量来源。一个大小如太阳系、质量数百万倍于太阳质量的黑洞，可以从周围每年食掉一到两颗恒星的物质。在这个过程中，很大一部分恒星质量将遵照爱因斯坦分工E=mc2转变成能量。宁静的超大质量黑洞可能存在于包括我们银河系在内的所有星系星系的中心。 1994年，利用哈勃空间望远镜，在离我们银河系1500万秒差距的星系M87中，发现了一个大小约15万秒差距的热物质盘，在绕该星系中心区运动，速率达到约2百万公里每小时（约5*10-7 5乘于10的7次方，厘米/秒，几乎是光速的）。从M87的中心‘引擎’射出一条长度超过1千秒差距的气体喷流。M87中心吸积盘中的轨道速率决定性地证明，它是一个拥有30亿倍太阳质量的超大质量黑洞引力控制之下，喷流则可解释为从吸积系统的一个极区涌出来的能量。 也是在1994年，牛津大学和基尔大学的天文学家，在称为天鹅座V404的双星系统中证认了一个恒星质量黑洞。我们已经指出，该系统的轨道参数使他们得以给黑洞准确‘量体重’，得出黑洞质量约为太阳的12倍，而围绕它运动的普通恒星仅有太阳质量的70%左右。这是迄今对‘黑星’质量有最精确测量，因而它也是关于黑洞存在的最佳的、独特的证明. 有人推测，大爆炸中可能已经产生了大量的微黑洞或原始黑洞，它们提供了宇宙质量的相当大部分。这种微黑洞典型大小同一个原子相当，质量大概是1亿吨（10-11， 10的11次方千克）。没有证据表示这种天体确实存在，但也很难证明它们不存在。系的中心。 1994年，利用哈勃空间望远镜，在离我们银河系1500万秒差距的星系M87中，发现了一个大小约15万秒差距的热物质盘，在绕该星系中心区运动，速率达到约2百万公里每小时（约5*10-7 5乘于10的7次方，厘米/秒，几乎是光速的）。从M87的中心‘引擎’射出一条长度超过1千秒差距的气体喷流。M87中心吸积盘中的轨道速率决定性地证明，它是一个拥有30亿倍太阳质量的超大质量黑洞引力控制之下，喷流则可解释为从吸积系统的一个极区涌出来的能量。 也是在1994年，牛津大学和基尔大学的天文学家，在称为天鹅座V404的双星系统中证认了一个恒星质量黑洞。我们已经指出，该系统的轨道参数使他们得以给黑洞准确‘量体重’，得出黑洞质量约为太阳的12倍，而围绕它运动的普通恒星仅有太阳质量的70%左右。这是迄今对‘黑星’质量有最精确测量，因而它也是关于黑洞存在的最佳的、独特的证明. 有人推测，大爆炸中可能已经产生了大量的微黑洞或原始黑洞，它们提供了宇宙质量的相当大部分。这种微黑洞典型大小同一个原子相当，质量大概是1亿吨（10-11， 10的11次方千克）。没有证据表示这种天体确实存在，但也很难证明它们不存在
1975年，霍金以数学计算的方法证明黑洞由于质量巨大，进入其边界的物体都会被其吞噬而永远无法逃逸。黑洞形成后就开始向外辐射能量，最终将因为质量丧失殆尽而消失。而这种辐射并不包含黑洞内部物质的信息。这些信息应当在黑洞中保留下来。但是一旦黑洞消失，这些信息也就丧失了。这些信息的去向之谜就构成了所谓的“黑洞悖论”。而该假说与量子物理学的理论背道而驰。量子物理学认为，类似黑洞这样质量巨大物体的信息是不可能完全丧失的。 美国科学家质疑相对论宇宙中并不存在“黑洞”？据美国媒体报道，美国加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室物理学家乔治·卓别林(GeorgeChapline)表示，宇宙中并不存在着所谓的“黑洞”，并认为人们通常所指的黑洞神秘物 质实际上是“黑能(dark-energy)星体”。长期以来，黑洞已经成为了科幻小说中的重要材料之一。不少人认为，天文学家可以通过间接方式来观察到黑洞的存在，而巨型恒星死亡后就会形成黑洞。但卓别林认为，恒星死亡只会形成“黑能”物质。过去数年中，天文学家对银河系的观察表明，宇宙的70%左右是一种奇怪的“黑能”所组成，正是它们在加速着宇宙的膨胀。卓别林说：“几乎可以肯定地说，宇宙中并不存在着黑洞。”黑洞是爱因斯坦广义相对论中最为著名的预言之一。广义相对论解释了受巨型恒星重力影响，会导致时空结构产生扭曲的现象。该理论认为，当某颗恒星死亡后，会受自己的重力影响而缩成一个点。但卓别林却认为，爱因斯坦本人也不相信黑洞的存在。1975年，量子力学专家们表示，黑洞边界确实发生了一些奇怪的事情：遵守量子法则的物质对轻微干扰变得极为敏感。卓别林说：“这个发现很快就被大家忘记了，因为它不符合广义相对论的预言。然而今天看来，它却是完全正确的发现。”他认为，这种奇怪的活动正是时空“量子阶段转变”的证据。卓别林认为，死亡后的恒星并不会简单地形成一个黑洞，而是在该时空内部，它却充斥着黑能，并具备重力影响。卓别林称，在某颗黑能星的“表面”，它看起来很像一个黑洞，并能制造强大的重力牵引。然而在它的内部，黑能的“负”重力又有可能将物质重新弹出来。如果某颗黑能星体积很大，任何反弹出来的电子转变成了正电子，然后会在高能辐射中消灭其他电子
尽管黑洞有强大的重力场，但对于质量相当小的物体黑洞的引力对它的影响不大。比如：据科学家观测，黑洞周围的气体尘埃在以相当大的速度向外扩散
你是需要找这方面论文还是需要写呢？
天文学的。有案例的。要求是，。具体的格式。
物体落入黑洞，会被巨大引力吸走，连光线都吸走了，让我们无法观察到变化，似乎任何信息也没有了。但万事万扬都遵循质量守恒这一原理，不能因为我们看不到就说它没有了，物体还存在于黑洞中，可能还发生了一些变化，这些信息也都应该客观存在。随着科学发展，超光速能源的发明，我们将会彻底解开黑洞之迷。
简单一点来说，就是 “银心”。
事实上目前对物体掉入黑洞的图景猜想并不完整。因为是质点，忽略体积，也就不用考虑潮汐力的作用，不用考虑质点的拉长和撕裂。这样单单是从外部观察者的角度来说，可以看见随着质点向着黑洞边界移动，速度越来越快，但时间流速越来越慢，最后质点永远停留在边界表面，其发出的图像红移继续增大，在无穷久远后消失。
1975年，霍金以数学计算的方法证明黑洞由于质量巨大，进入其边界的物体都会被其吞噬而永远无法逃逸。黑洞形成后就开始向外辐射能量，最终将因为质量丧失殆尽而消失。而这种辐射并不包含黑洞内部物质的信息。这些信息应当在黑洞中保留下来。但是一旦黑洞消失，这些信息也就丧失了。这些信息的去向之谜就构成了所谓的“黑洞悖论”。而该假说与量子物理学的理论背道而驰。量子物理学认为，类似黑洞这样质量巨大物体的信息是不可能完全丧失的。 美国科学家质疑相对论宇宙中并不存在“黑洞”？据美国媒体报道，美国加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室物理学家乔治·卓别林(GeorgeChapline)表示，宇宙中并不存在着所谓的“黑洞”，并认为人们通常所指的黑洞神秘物 质实际上是“黑能(dark-energy)星体”。长期以来，黑洞已经成为了科幻小说中的重要材料之一。不少人认为，天文学家可以通过间接方式来观察到黑洞的存在，而巨型恒星死亡后就会形成黑洞。但卓别林认为，恒星死亡只会形成“黑能”物质。过去数年中，天文学家对银河系的观察表明，宇宙的70%左右是一种奇怪的“黑能”所组成，正是它们在加速着宇宙的膨胀。卓别林说：“几乎可以肯定地说，宇宙中并不存在着黑洞。”黑洞是爱因斯坦广义相对论中最为著名的预言之一。广义相对论解释了受巨型恒星重力影响，会导致时空结构产生扭曲的现象。该理论认为，当某颗恒星死亡后，会受自己的重力影响而缩成一个点。但卓别林却认为，爱因斯坦本人也不相信黑洞的存在。1975年，量子力学专家们表示，黑洞边界确实发生了一些奇怪的事情：遵守量子法则的物质对轻微干扰变得极为敏感。卓别林说：“这个发现很快就被大家忘记了，因为它不符合广义相对论的预言。然而今天看来，它却是完全正确的发现。”他认为，这种奇怪的活动正是时空“量子阶段转变”的证据。卓别林认为，死亡后的恒星并不会简单地形成一个黑洞，而是在该时空内部，它却充斥着黑能，并具备重力影响。卓别林称，在某颗黑能星的“表面”，它看起来很像一个黑洞，并能制造强大的重力牵引。然而在它的内部，黑能的“负”重力又有可能将物质重新弹出来。如果某颗黑能星体积很大，任何反弹出来的电子转变成了正电子，然后会在高能辐射中消灭其他电子
多年来，对黑洞的研究表明，一旦进入黑洞视界，任何物质都不可能脱离黑洞。然而，在1974年，斯蒂芬·霍金提出了一个理论，得出了一个不同的结果。在这篇论文中，霍金假设黑洞会随着时间的推移缓慢地释放能量，这不可避免地会导致黑洞质量的减少。 最初，黑洞能量的释放很小，然而，随着黑洞的收缩，能量释放的速度会加快。直到黑洞生命的最后一刻，它会释放出规模非常巨大的能量，然后完全消失。后来，这个黑洞释放能量的过程被称为霍金辐射，它是量子场论的结果。 霍金想象在一个黑洞诞生之前的空间中画出一条穿越时间的线，沿着这条线共振的量子场，从黑洞存在之前一直延伸到它之后的未来。在黑洞诞生之前，一切都很正常，量子场是自由共振的，可以相互抵消。然而，黑洞的出现改变了空间曲率。霍金意识到，黑洞出现之后并不是所有共振都被抵消了，在远离黑洞的事件视界之外，他发现了与飞入太空的热辐射完全匹配的共振。 但是，正如霍金所预测的那样，要证明霍金辐射非常困难，因为与宇宙背景辐射相比，它显得非常微弱。尽管有一些反对意见，霍金辐射背后的数学原理是合理的，科学家们已经采取措施来证明这一点。在以色列理工学院的实验室里，研究霍金辐射的研究人员想出了一个办法，来克服测量真实黑洞的困难。 他们通过创造一个模拟物来做到这一点——声波黑洞，它可以模仿真实黑洞的特性。声速比光速慢得多，因此创造一种传播速度比声音快的介质要容易得多。当介质移动时，任何与它同向传播的声波都无法完全逃离它，从而创造出了声波黑洞的视界。有趣的是，霍金的数学方法适用于声波黑洞，就像适用于基于引力的黑洞一样，所以霍金辐射应该可以在声波黑洞中被探测到。 在该实验中，介质是由8000个原子组成的气体，这些原子被激光冷却到接近绝对零度，形成了玻色-爱因斯坦凝聚体。而后，第二束激光驱动它开始流动，流动速度超过了当地声速。研究人员的目标是寻找视界之外自发形成的量子声波对。发现了这些量子声波对之后，还要确认它们是否与实验相关，或者只是外界扰动而产生的。 在124天的连续实验中，研究人员重复实验97000次，他们检测到霍金辐射的多个实例，并发现它与霍金对辐射的可能行为的预测相吻合。虽然这并不能证明霍金辐射在真实的黑洞中也是真实存在的，但霍金的数学方法在声波黑洞模拟中起作用，这一事实有力地暗示了霍金辐射的可能性。
外国媒体这么报道是一回事，是不是真的发现还有待进一步的观察。
看时间简史的第6章!
欧洲南方天文台（ESO）的VLT（甚大望远镜）发现一个宇宙大爆炸九亿年后就形成的超大黑洞（QSO）SDSS J1030 + 0524，质量高达太阳的十亿倍！在它布置的引力网中，有六个星系被黑洞强大的引力缠在了里面！ 欧南天文台的科学家在狮子座和长蛇座之间的暗 星座 六分仪座附近发现了这个黑洞，距离地球大约129亿光年（按宇宙诞生的时间计算，实际距离在300亿光年不到点），由于早期观测条件的局限性，科学家一开始并没有注意到这个区域的复杂结构！ 这个黑洞被六个星系包围，彼此之间复杂的丝网状联系，为中心黑洞提供大量的物质来源！论文的合著者，美国约翰霍普金斯大学的科林·诺曼（Colin Norman）称这项发现为超大规模黑洞在大规模网状结构中的大量暗物质晕圈中形成并生长的理论提供了支持。 黑洞周围的丝网状的气体流规模大约是银河系大小的300倍以上，意大利研究人员米尼奥利称，这些物质顺着这个丝状流为黑洞提供大量的质量！ 黑洞曾经是广义相对论中预言的天体，大神史瓦西从爱因斯坦的引力场公式中推导出了黑洞的史瓦西度规，尽管推导过程比较复杂，不过黑洞也可以用简单的牛顿经典力学来解释并辅助理解史瓦西度规！ 理论上所有的天体都有一个环绕速度和逃逸速度，这个速度和天体的质量和直径有关，那么当质量保持不变，直径不断缩小时，就会有一个天体的直径环绕速度是光速，地球的这个直径大约是18毫米，此时只有环绕速度达到光速时才不会被这个“小地球”的引力吸引！ 而此时在这个“小地球”内部，即使物质运动达到光速的热压力也不能阻止坍缩，此时这个“小地球”就会无可避免的坍缩成黑洞，而这个光速环绕圈就是这个黑洞的事件视界直径，之内连光都无法逃逸。 超大黑洞的诞生 根据黑洞诞生理论，有一种大于25~30倍以上质量的恒星，晚年会超新星爆发坍缩成黑洞，当然也有超大恒星不经过超新星爆发直接坍缩成黑洞，这种叫做恒星型黑洞，不过恒星型诞生后，它们只能通过吸积周围的物质或者经过黑洞合并成更大的黑洞，但这些黑洞的质量很难超过太阳的20倍，即使在2019年11月中国科学家发现的70倍巨型恒星型黑洞属实，这个数量级和十亿倍太阳质量差距也太大了。 超大黑洞可能诞生自宇宙大爆炸初期，只有在此时才会出现高密度区域，这些区域会直接坍缩称超级质量的黑洞，它们将成为未来即将诞生的星系核心！因此在每一个星系中心的巨大黑洞，都有可能来自宇宙大爆炸时期，比如M87星系中心65亿倍太阳质量的黑洞，我们所在的银河系中心黑洞质量为太阳的400万倍！ 据《天文学与天体物理学》期刊上的论文介绍，这些星系分布在 Mpc范围内（Mpc是百万秒差距，约为326万光年），即：1861万光年内，大约是本星系群直径的两倍！它们的命运会怎样呢？会被中心黑洞吞噬吗？ 其实银河系的命运可以翻出来参考下，巨引源是一个距离银河系大约亿光年的一个非常神秘区域，是拉尼亚凯亚超星系团中心的长蛇-半人马座超星系团附近的引力异常处，也是周围大约数万个银河系质量的引力中心！ 但银河系并不会被吞噬，因为由于宇宙膨胀，巨引源远离银河系的速度远高于银河系靠近的速度！不过这个（QSO）SDSS J1030 + 0524周围由于范围不大，也许它们的命运会被银河系更倒霉一些！ 延伸阅读：VLT 欧洲南方天文台甚大望远镜 这是欧洲南方天文台设在智利的光学望远镜阵列，位于智利安托法加斯塔以南130千米的帕瑞纳天文台，由四台口径米望远镜组成，组成的等效口径相当于16米，四台望远镜可以单独观测，也可以组成光学干涉仪的方式进行高分辨率观测！ 甚大望远镜始建于1986年，最后一台主望远镜于2000年7月完成，历时15年，，其余辅助望远镜于2012年2月全部完工，总共耗资5亿美元，它取得的成果是可以堪比哈勃望远镜的地面望远镜！
黑洞是宇宙中最特殊又最普遍的天体，它的特殊之处在于它拥有无法被测量的引力，能将所有出现在事件视界中的物质都吞噬掉。它的普遍之处在于整个宇宙中到处都有黑洞，只是人类无法通过肉眼观测到它们而已。在宇宙空间中，无论是黑暗的地方还是明亮的地方，都有可能存在黑洞，银河系中心的超大质量黑洞就是典型的例子。
根据报道，近期《皇家天文学会月刊》刊登了一篇与黑洞吞噬恒星相关的研究论文，该论文指出来自多个国家的天文学家在智利欧洲南方天文台中观测到了不可思议的一幕。距离太阳系大约亿光年的空间里存在一个名为“波江座”的螺旋星系，而研究人员观测到该星系中一颗恒星被黑洞吞噬的过程。
根据研究人员的描述，这次黑洞吞噬恒星的场面与以往的观测结果不同，黑洞将恒星撕碎成条状，就像是在享用自己的“意大利面条”一样。参与该项研究的智利科学家托马斯·韦弗斯表示，这是人类天文史上十分罕见的场面。那么研究人员是如何发现该场景的？被吞噬的恒星又遭遇了什么？
研究人员怎样发现该天文现象？
一般情况下，黑洞吞噬恒星的场景是很难被捕捉到的，因为黑洞在吞噬的过程中会释放出“烟雾弹”，这个“烟雾弹”就是大量的尘埃和碎片。科学家通过研究发现，黑洞吞噬恒星的过程中会对外释放出大量尘埃和恒星的碎片，这些看似琐碎的物质在黑洞的能量组织下逐渐形成了一层“帘幕”，遮挡住了人类观测该现象的视线。
而在这次的研究中，研究人员利用了多种手段对该现象进行观测，例如X射线、紫外线和无线电波，因为不同种类的射线可以与恒星内部的物质产生联系，研究人员通过探测这些联系的存在来确定恒星的情况。最终他们发现该黑洞对外喷射物质的速度达到了每秒钟1万公里，幸运的是他们在后期观察中发现那层“烟雾”已经逐渐消散了，所以才能看得更清楚。
恒星是如何被撕碎的？
托马斯·韦弗斯表示，任何一颗足够靠近黑洞的恒星都不会有好结果，无论该黑洞是恒星级黑洞还是超大质量黑洞，因为黑洞的超强引力会导致恒星的球面受力不均匀，从而导致恒星被吞噬的时候无法以完整的形态被吞进去，而会被弄得变形。这个研究团队在去年就发现了宇宙中一道特殊的爆炸光线，该光线促使天文学家进行了长达6个月的研究。
在这次的观测中，研究人员就发现该恒星遭遇了一颗超大质量恒星，因此它被撕成更多细小的碎片。这些细小的碎片在太空中汇聚成类似流体，因此被称为“物质流”，还有研究人员将物质流比喻成意大利面条。类似恒星被黑洞撕成物质流的事件在天文史上很少出现，因此天文学家对该事件更加关注。
这次发现说明了什么？
如果被撕成“面条”的恒星周围存在类似地球的宜居星球，而且该星球上已经存在生命，这些外星生命估计也不知道为什么突然就失去了光源和热源，它们甚至不知道在恒星被吞噬掉后就轮到自己的星球了。虽然这只是笔者所假设的场景，如果有一天有一颗黑洞出现在太阳附近，那么太阳恐怕也会遭遇类似的情况。
因此该发现告诉我们，宇宙中什么事情都有可能发生，地球虽然位于太阳系的宜居带中，但并非永远都是安全的。人类作为地球上的高等智慧生物，我们应该居安思危，多去 探索 宇宙中未知的奥秘。早一点了解宇宙中的奇特天文现象，或许能够早一点帮助地球规避外部风险，目前也只有人类能够做到这一点。
资料来源
澎湃网 10月14日 《迄今最近距离围观一颗恒星被黑洞撕成“意大利面条”》
来自欧洲南方天文台(ESO)及其它天文台的天文团队发现了一个距离地球仅1000光年的黑洞。
这是迄今为止被发现的距离我们太阳系最近的黑洞。而且，这个黑洞所处的三星系统能够被肉眼观察到。该团队通过智利拉西拉天文台的MPG/ESO 米口径望远镜跟踪其两颗伴星，从而得到了这个看不见的天体存在的证据。他们表示，这个恒星系统可能仅仅是冰山一角，而未来可能会有更多类似的黑洞被发现。
此项研究的共同作者，来自捷克科学院的荣休科学家Petr Hadrava介绍说："我们意识到，它是第一个肉眼可见、包含黑洞的恒星系统，这令我们都非常诧异。" 此恒星系统位于望远镜座。它与我们距离之近，南半球的人们甚至能在晴朗的黑夜直接观测其中的恒星，无需借助双筒望远镜或者天文望远镜。"这个恒星系统中有着迄今已知的距离地球最近的黑洞。" ESO科学家Thomas Rivinius这样说道。他领导了这项今天的发表在《天体与天体物理报》中的研究。
研究团队最初是在一项关于双星系统的研究中观测到这个命名为HR 6819的恒星系统。但随着对观测资料的分析，最终结果让他们大吃一惊: 在HR 6819中，存在第三个之前没有被发现的天体——一个黑洞。拉西拉天文台MPG/ESO 米口径望远镜给出的观测数据表明，两颗可见恒星中的一颗，以40天为周期，绕着一个不可见的天体旋转；而另一颗的旋转轨道距离它们则更远。ESO德国加兴站的荣休天文学家，也是该研究的共同作者，Dietrich Baade介绍说：“我们不得不进行好几个月的观测，以确定绕轨运行的周期为40天。这些成果之所以能成为现实，多亏了ESO开创性的以需求为重的体系，使得ESO的员工们能够代表有需要的科学家进行观测活动。”
在HR 6819星形系统中，隐藏黑洞是最早发现恒星质量黑洞中的一个，这种黑洞与周围的环境没有强烈的相互作用，因此，显示出真正的黑色。但是，天文团队可以通过研究内部对中恒星轨道，来发现黑洞的存在并计算其质量。智利的Rivinius曾说：“一个质量至少是太阳4倍的看不见的物体，是一个黑洞。”
到目前为止，天文学者在我们的星系中已经发现了几个黑洞，这些黑洞与他们周围的环境有着强烈的相互作用，通过释放出强烈的X射线被人们所发现。但是，科学家猜测，在银河系中会有很多的星系随着生命的终结而变成黑洞。在HR 6819星形系统中发现的这个无声的、不可见的黑洞会提供很多关于隐藏黑洞的线索。Riviniu说“银河系中存在着数百个黑洞，但我们知道的非常少。知道要寻找什么会让我们更容易的发现它们”。Baade补充到，在一个三重系统中发现黑洞表明我们看到了它令人兴奋的“冰山一角”。
天文学家相信他们的发现可以在第二系统上发挥作用。“我们意识到另一个系统LB-1，它可能是三倍的，尽管我们需要更多的观察来证实”Marianne Heida（ESO和该论文的共同作者之一）说。“LB-1系统距离地球还有些远，但从天文角度上说已经很近了，所以这意味着可能存在更多这样类似的系统。通过研究，我们了解这些稀有恒星的形成和演化过程。 它们起始生命超过太阳质量的8倍，并在黑洞之后的超新星爆炸中结束。
有关这个研究更多的信息呈现在“一个肉眼可见的三联星系统，内部有一个非吸积的黑洞”论文中，该论文发表在今天的《天文与天体物理学报》期刊上。
这个团队由欧洲南方天文台、智利圣地亚哥天文学家，欧洲南方天文台、德国加兴天文学家，布拉格捷克共和国科学院、天文研究所的名誉科学家，欧洲南方天文台组织德国总部的以及位于加利福尼亚威尔逊山的美国佐治亚州立大学的高分辨率天文学中心天文学家组成。
作者们将论文献给欧洲南方天文台天文学家斯坦·斯特福（1955-2014），来表达对他的怀念，“在悲伤和感激中感谢他对这份工作永不疲倦的警觉性”。
欧洲南方天文台ESO是欧洲最重要的政府间天文学组织，也是迄今为止世界最多产底面天文台。它是由16个国家：奥地利、比利时、捷克共和国、丹麦、法国、芬兰、德国、爱尔兰、意大利、荷兰、波兰、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和英国，以及东道国智利和作为战略伙伴的澳大利亚。ESO实施了一项雄心勃勃的计划，旨在设计、建造和运行一系列强大的地面观测设施，以使天文学家能够做出重要的科学发现。
ESO也在促进和组织天文研究合作方面发挥着主导的作用。ESO在智利开放了三个奇特的世界级观测地：拉西拉天文台、帕瑞纳天文台和拉诺德查南托天文台。ESO在帕瑞纳天文台启用了甚大望远镜（VLT）和世界上最先进的甚大望远镜干涉仪（VLTI），以及两台巡天望远镜：维斯塔天文望远镜（VISTA）和VLT巡天望远镜。
VISTA是使用可见光和红外线勘测的天文望远镜。在帕瑞纳天文台还拥有和运营切伦科夫望远镜阵列的南半球阵列，这是世界上最大、最敏感的伽马射线天文台。ESO也是当今世界最大的两个天文项目，查南托的APEX亚毫米波望远镜和阿塔卡玛毫米波阵列望远镜（ALMA）的主要合作伙伴。并且在靠近帕瑞纳的Cerro armazone，ESO正在建造一架39米高的巨型望远镜，它将成为“世界上最大的眼睛”。
作者 ：eso
FY ：Astronomical volunteer team
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黑洞已不是完全“黑”的，也不单纯是个“洞”，它既可以通过吸积物质使质量增加，也可以向外发射物质，而使质量减小。在量子力学里，真空并不意味着没有任何场，粒子或能量。量子真空是一种能量为最低的状态，它只是被称作“真空”而已，实际上能量为零的状态是不存在的。真空不空时间和能量的测不准原理解释了为什么真空不空。由于质量与能量的等价性，真空中的能量涨落就可以导致基本粒子的生成。1928年，保罗.狄拉克发现，每一种基本粒子都有一种对应的反粒子，二者质量相同，其他性质呈“镜像”对称。两者相遇，就会相互湮灭，将质量转化为能量。因此，一个粒子和它的反粒子就表示相当于它的静质量的两倍的能量，反过来，一定的能量也可以被看作是一对正反粒子。于是，由于能量涨落而躁动的量子真空就成了所谓“狄拉克海”，其中遍布着自发出现而又很快湮没的正反粒子对。在不存在任何力的量子真空里，粒子对不断地产生和消灭，所以平均而言，就没有任何粒子或反粒子真正产生或是消灭。由于这些粒子瞬时存在而不能被直接观测到，所以被称为虚粒子（可以是虚光子，虚电子，虚质子等）。其实虚粒子和实粒子并没有本质的区别，只是虚粒子没有足够的能量，存在的时间极短。如果它能从外界获得能量，就可以存在足够长的时间而升格为实粒子。设想，有一电场，作用在真空上。当一对正负电子在正空中出现时，它们就会被电场沿相反的方向分离。如果电场足够强，它们就会分离的足够远，以致于不能再相互碰撞和湮灭。这时的虚粒子就成为实粒子，这时的真空就被称为是极化的。但是，真空是不容易被极化的，需要有很高的能量密度才能使虚粒子对分离和实粒子出现。而产生极化所需的能量的形式并不重要，它们可以是电能，磁能，热能，引力能等。遇到的问题不确定性原理告诉我们，真空中到处存在着虚粒子的海洋。这种紧张的量子行为的虚粒子海洋同样也出现在黑洞事件视界周围的空间区域。不确定性定理说明，如果一个粒子的位置被确定，它的速度就会变得不确定。如果一个粒子落入黑洞，它的位置已经被确定（在奇点），所以它的速度就不确定，甚至超过光速而逃出视界。由于所有形式的能量都等价于质量，所以我们当然会想到引力能也会被自发地转变成粒子。霍金发现，对于微黑洞来说，量子真空会被它周围的强引力场所极化（这一点是至关重要的），在狄拉克海里，虚粒子对在不断产生和消失，一个粒子和它的反粒子会分离一段很短的时间，于是就有四种可能性：两个伙伴重新相遇，并相互湮灭（过程I）；反粒子被黑洞捕获，而正粒子在外部世界显形（过程II）；正粒子被捕获而反粒子逃出（过程III）；双双落入黑洞（过程IV）。霍金计算了这些过程发生的几率，结果发现过程II最为常见。由于有倾向地捕获反粒子，黑洞自发地损失了能量，也就是损失了质量。由于微黑洞的尺度与基本粒子相当，能量的“跃迁”可能足以使粒子运动一段大于视界半径的距离，其结果就是粒子逃出，在外部观测者看来，黑洞在蒸发，即发出粒子流。其实粒子并没有真的跳过视界“墙”，而是从一个由不确定性原理短暂地打通的“遂道”穿过。这样的过程反反复复在黑洞视界的周围发生，从而，形成一股不断的辐射流，黑洞发光了。霍金计算霍金的计算表明，黑洞的蒸发辐射具有黑体的所有特征。它赋予了黑洞一个真实的，在整个视界上同一的，直接由视界处的引力场强度来决定的温度。对史瓦西黑洞来说，温度与质量成反比。质量与太阳一样的黑洞，其温度是微不足道的，开氏（即绝对零度以上）十的负七次方度。不是零，但小的可怜；黑洞并不是完全的黑，但一点也不亮。很遗憾，这样低温的辐射实在太微弱了，是不可能在实验室中探测出来的。霍金的计算还有一个重要发现：黑洞的质量越小，温度越高，辐射也越强。显然，蒸发只有对微型黑洞来说才有特别的影响，而微型黑洞的温度是很高的。在黑洞中，质量越大的黑洞，温度越低，蒸发的越慢；质量越小的黑洞，温度越高，蒸发的也越快。对于微黑洞来说，温度非常之高，可达千万开甚至上亿开，随着蒸发的加剧，质量丢失的很快，温度会迅猛地上升，随着温度上升的加快，质量丢失的就更厉害，这中过程会以疯狂的形式演变，最终黑洞被摧毁，以猛烈的爆发而告终，所有粒子都得到了大赦（对巨型黑洞来说发射粒子的过程十分缓慢，相当于蒸发；而对微黑洞来说，发射粒子的过程十分迅猛，相当于爆发）。对于星系中心的巨型黑洞来说，其蒸发的过程将远远超出宇宙的年龄，假定宇宙有足够长的寿命，并且不回缩，那么这类黑洞最终也还是要蒸发掉。不过这类黑洞目前还是吸积远大于蒸发，以吸积为主。只有当宇宙后来的温度降到比这类黑洞的温度还低时，它们才开始以蒸发为主。然而这个过程太慢长了，等到它们开始蒸发，也将远远超出宇宙的年龄，而它们要蒸发完毕，大约要十的九十九次方年。
科学“赌徒”
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一直以来
他像一个深渊的幽灵，似乎无处不在
他影响了无数的天体，却又无影无踪
他永远只停留在人们的推断
真实的图像，交错的数据
他究竟是神仙的化身，还是 地 狱的使者
没人知道
会吞噬的深渊？
就像人类的生命永远面临着终点一样，宇宙中的恒星也是有寿命的 ，只要是恒星，都会经历一场从诞生，成长，膨胀到最大，收缩，变小的过程...
其实各位模友可以想成， 当一个气球被吹到最大，最后面临的不是爆炸就是漏气的过程 。
噢不，这样才对....
恒星的膨胀到收缩的过程既然如此的极端和强烈，但它收缩到了一定界限，恒星的内部必定会发生了引力坍塌。 如果之前的恒星质量足够大（大约3-4个太阳质量）， 那么这个恒星最后，就会坍缩成一个黑洞 。
人类史上第一张黑洞的照片
神秘面纱终将揭晓
所以在本质上，黑洞就是一个收缩坍塌到极致的死亡后的恒星，它是一种密度无比巨大，却能吸收掉周围的一切物体，甚至光都没法逃脱。
这里超模君想让大家试想一下，假设我们被黑洞吞噬后会怎样？
其实根据目前仅有的理论显示， 人掉进黑洞，首先会被“面条化”。
是的，就像下面这样
反正过程肯定不会很顺滑，毕竟你很有可能会感受到：
眼前的黑不是黑，你说的白是什么白？
咳咳，那么吸都被吸进去了总得发生一些什么吧，难道就像《星际穿越》一样，没准也能踏入另一个时间维度？
也行，如果能回到过去的话，那么超模君还是希望能赶紧买一手双色球，毕竟刚已经在准备看上一期的大奖号码了。
但毕竟梦想永远来的很丰满，现实却总不缺骨感一样。
被黑洞吸进去，其实跨越时间的可能性不大，更大的可能是被黑洞的引力压缩成无穷小，而密度变得无穷大，最终与黑洞融为一体。
那么掉进黑洞里恐怕只有终点没有起点了，除了体验极度的 空虚寂寞冷 之外，但想想能在死亡的终点变成宇宙的中心， 这样一想不就跟这位科学界巨人的想法一样伟大了吗？
霍金曾在生前表示
他希望搭乘理查德·布兰森的太空船进入太空
在自己迷恋的月球、恒星以及行星之间
漂浮度过生命最后时刻
说到对宇宙的极致 探索 ，超模君今天要说的主题，当然离不开“宇宙之王”霍金，在 探索 黑洞的道路上，霍金更是做出了大量卓越的贡献。
但是霍金在这40多年的研究黑洞的过程中，曾引发了科学界里关于黑洞的非常有名的两次大论战，这究竟又是怎么“ 肥死” ？
第一次论战
我，霍金
aka“物理天才”
“科学巨匠”
“宇宙之王”
你想玩黑洞理论
你舍我其谁！
要知道我们的老朋友霍金为什么会说出如此豪横的话，还需要回到伟大的1969年。
当时，伴随着在量子理论、相对论领域都做出了卓越成就的 约翰·阿奇博尔德·惠勒教授第一次说出“黑洞”这个名词后 ，大海贼时代便来临了，全球科学家便争先恐后的展开了对黑洞的“追逐”计划。
大海贼时代？
七十年代的黑洞大 探索 ，同时也是黑洞研究的“黄金十年”。 在这段时间内众多科学家给出了不同的黑洞数学定义和关于黑洞的一些重要性质。
随着“黑洞”一词首次公开
许多媒体开始大肆报道
其中最有名的当属aka“宇宙之王”——霍金和贝肯斯坦的《黑洞无毛是否有熵》之争。
当时惠勒提出的 《黑洞无毛定理》 曾引起霍金的高度重视，因为这个定理是对经典黑洞的一个简单性的叙述：
无论什么样的天体，一旦塌缩成为黑洞，几乎不保持形成它的物质所具有的任何复杂性质。
约翰·阿奇博尔德·惠勒
虽然当时这个名字被很多科学家认为有淫秽之嫌.......
好的，
总之随着定理便以一个非常快地速度流传开来，但毕竟“宇宙之王”并不是浪得虚名， 霍金在这个理论的延伸中还发现了黑洞视界面积不减定理的概念，也就是说黑洞的视界面积是永远不会减小的。
视界是指黑洞外的一个边界，在此之内的任何东西都不可能逃到视界外，同时面积定理的一个重要结果是，合并黑洞辐射出的引力波的能量是有上限的。
为此霍金和另外两位物理学家还合作连夜写出了一篇题为《黑洞的热力学定律》的论文，总结了与热力学定律相似的一系列关于黑洞的定律。
他们在该论文中着重强调了黑洞的温度为零（由于没有任何东西可以逃脱黑洞，因此它们不会有辐射），因此也不具有物理熵。
物理熵的概念是由德国物理学家克劳修斯于1865年所提出的，最初是用来描述“能量退化”的物质状态参数之一。
但是，令我们伟大的霍金都万万没想到的是，他自信不已的论据竟一朝被普伦斯顿大学的那个午后给打破了，这究竟又是怎么“ 肥死” ？
就在那个阳光明媚的午后，惠勒和当时还是研究生的贝肯斯坦正在普伦斯顿大学悠然自得地喝着下午茶。
这时惠勒突发奇想，问他的学生贝肯斯坦：
“老弟，假如你喝不完这杯热茶，想把他倒进黑洞中，你觉得会发生什么？”
惠勒意思当然不是说这样的一杯热茶会把黑洞给烫伤， 这个假设是热茶既有热量又有熵，但一切物质被黑洞吞下后就消失不见了，造成总体的“熵值”似乎不是增加而是减少了，这不是有悖热力学第二定律吗？
为此一心想要 推倒 霍金的贝肯斯坦直接大胆的提出了 黑洞无毛却有熵 的论断。他认为：
“当扔进黑洞一些物质，例如像惠勒所说的那杯茶后，黑洞便会获得质量，黑洞的面积是和质量成正比的，质量增加使得面积增加，因而熵也增加了。黑洞熵的增加就会抵消被扔进去的茶水的熵的丢失。”
雅各布·贝肯斯坦
因此贝肯斯坦便火速的在论文中 发表了黑洞的熵应该正比于黑洞事件视界截面的面积 。
霍金这是怎么也没想到会有人这样来反驳自己的观点，当他看到贝肯斯坦的论文后，顿时感到很不以为然，觉得贝肯斯坦完全曲解了自己的意思，他反驳道：
“我的面积定理是用微分几何和广义相对论证出来的，根本没有用到热力学和统计物理，怎么会有热呢？而且，一旦黑洞有温度，就应该有热辐射。黑洞是个只进不出的天体，怎么可能辐射出东西来呢？”
这场diss大论战由此拉开了序幕 ，气愤不已的霍金在1973年的一次暑期学术研讨会上，就跟另外两个专家（卡特和巴丁），三个人合写了一篇论文，用严格的微分几何diss了贝肯斯坦的公式，说这个公式本身并没有错，但是它不是真正的热力学公式。
贝肯斯坦这边顿时陷入了一个非常尴尬的境地，然而他的导师惠勒却很支持他的看法，霍金的朋友前苏联物理学家泽尔多维奇、斯塔罗宾斯基也认为黑洞辐射粒子的存在好像也不是不可能。
眼看着自己的老铁都不曾想站在自己这边，霍金开始尝试着倒过来想，先假设贝肯斯坦是对的，那么黑洞就真有温度，就应该有热辐射射出。
因此霍金二话不说便搭乘最早的班机来到莫斯科，与泽尔多维奇和斯塔罗宾斯基讨论了超辐射的问题。
经过日夜的讨论和研究，霍金认为泽尔多维奇和斯塔罗宾斯基关于超辐射的讨论在物理上是可靠的，但不太喜欢他们计算超辐射的方式， 因此霍金在他们的基础上提出了霍金辐射与霍金温度。
然而这两项理论对霍金来说都是如此的难以接受，因为他从自己的证明中得出的却是贝肯斯坦的论断是正确的结论！
于是经过了半年多的努力，霍金终于在1974年证明了黑洞确实有热辐射，黑洞的温度是真温度， 而黑洞表面积确实是熵，就是黑洞熵。
霍金的黑洞热辐射论文
就是有了和贝肯斯坦的这次大论战，可以说是促进了黑洞研究的大进步， 严格证明黑洞有热辐射是霍金一生中最卓越的成就，后来人们就把黑洞热辐射称为霍金辐射。
第二次论战
随着第一次论战的结束，霍金在首次论战中的落败也让自己得到了更多学术上的醒悟。
但是，随之另一个问题就来了， 很多人开始指出在霍金的理论中提到的黑洞辐射并不包括黑洞内部物质的任何信息，因此是否一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后，其中的所有信息就都随之消失了？
因此广受热议的“黑洞信息悖论”便由此诞生， 其实在该悖论中提出了一个疑问：那些落入黑洞的信息发生了什么？
为了解释黑洞里的信息到底去哪里了，为什么会消失，
霍金提出了黑洞可能可以通往另一个宇宙空间，这正好可以用来解释被黑洞吞噬的物质和能量去了哪里。
但这个观点却受到了当时量子物理学者的质疑，其中叫嚣最猛的就是美国加州理工学院理论物理学家 约翰·普瑞斯基尔 。
这哥们是完全反对霍金的观点， 他们认为，如果被黑洞吞噬的信息消失的话，这将违背物理学的根本定律，极大的动摇人类迄今为止所构建的物理学根基。
为此霍金和约翰·普瑞斯基尔进行了20世纪最为著名的一次打赌，也是霍金的第二次论战，赌注竟然是：
输者向胜者提供一部百科全书......
这次的论战一战就是20年，一直到2004年，霍金的态度却发生了让人大吃一惊的逆转。
他在都柏林举办的“第17界国际广义相对论和万有引力大会”上 表示了自己对有关信息，问题的看法错了 ，他重新的进行了早期的计算，得出了这样的结论：
“黑洞里没有我曾设想过的子宇宙分支，物质信息仍然牢牢地保存在我们这个宇宙里。我很遗憾这让科幻迷们失望了，但如果物质信息被保存了，我们就不可能利用黑洞去别的宇宙空间旅行。
如果你跳进一个黑洞，你的物质能量将以一种‘被撕裂'的形式返回到我们的宇宙中，其中包含你以前的信息，但是已经处于无法辨认的状态。”
霍金自败赌局的言论掀起了轩然大波，无数霍金的支持者顿时感到信念崩塌， 毕竟苦苦研究了几十年，却在一朝之间被全盘否定。
“科学赌徒”霍金？
当上面这个集科学研究、写书和出演影视角色配音于一身的霍金站在你面前，你可曾想过他是个知性“赌徒”，而且还是一位“赌性”难改的著名赌徒？
不过相对于他在学术上取得的惊人成就而言，霍金押赌的本事却要逊色许多，十赌九输的他因此得到一个 “赌亡” 的昵称。
栗如 ：
1974年，霍金和索恩打赌，赌的就是当时被人们普遍怀疑是黑洞的天鹅座X-1不可能是黑洞，而赌注却是一年的色情杂志《阁楼》，后来天鹅座X-1的黑洞身份被证实，霍金真的给索恩订了一年的《阁楼》，结果被索恩的老婆臭骂了一顿。
再 栗如 ：
2000年，霍金下注100美金，赌“上帝粒子”希格斯玻色子不会在任何对撞机上被发现，引发了宇宙物理学家和粒子物理学家之间旷日持久的口水战。
2012年7月，欧洲核子研究中心宣布在LHC上发现了一个很有可能是希格斯玻色子的新粒子，霍金只好认赌服输，给希格斯寄去了一张100美元的支票。
其实关于霍金的这些“赌博”而言，霍金曾解释过他自己的“赌博”观：
如果自己输了，对方将会贡献一个很伟大的科学发现，而反过来自己如果赢了，那对于科学界来说可能不会带来什么，但是至少自己能赢得赌注，也不会不开心。
那么你们现在知道霍金好赌，可是在超模君眼里，在这些好赌的背后，却是霍金本人对待科学研究最真挚的热情。
霍金用一生的时间去攀爬物理科学的高峰，支撑他的是 探索 自然追求真理的科学精神，与决不苟活务求意义与价值的生命精神。
他的人生就是要告诉全世界，任何时候都要积极对待生命的存在，任何生活中的挫折和烦恼都不应该成为放弃的理由。
一段生命终将消逝，但他则选择了用生命中最耀眼的光辉去照亮了前程。
图中＋－号代表不可分割的最小正负弦信息单位-弦比特（string bit）
（名物理学家约翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源于比特 It from bit
量子信息研究兴盛后,此概念升华为，万物源于量子比特）
注：位元即比特
没有，只是说了一个微型黑洞捕捉霍金辐射闪光的一种可能，简而言之就是提出了一种理论上可以观测霍金辐射的方法，根本就没说观测到了霍金辐射。