黑洞是在宇宙空间发现的一些最奇怪和最迷人的物体。它们是密度极高的物体，具有很强的引力，即使光离它们足够近，也无法逃脱它们的控制。
阿尔伯特·爱因斯坦在1916年首次用广义相对论预言了黑洞。术语“黑洞”，1967年由美国天文学家约翰·惠勒创造，1971年发现了第一个被证实的黑洞——天鹅座X-1（Cygnus X-1）。
已知有三种类型：恒星质量黑洞、超大质量黑洞和中等质量黑洞。
当一颗恒星燃烧完它最后的燃料时，它可能会坍缩，或者坠入自身。对于较小的恒星，其质量大约是太阳质量的三倍时，新的核心将是中子星或白矮星。但当较大的恒星坍缩时，它会继续压缩，形成一个恒星黑洞。
由单个恒星坍缩形成的黑洞很小，但密度大得令人难以置信。这种天体的质量是太阳质量的三倍或更多，其体积仅相当于一个城市的大小。这就导致了对它周围物体的巨大引力。黑洞吞噬着周围星系的尘埃和气体，并不断扩大。
根据哈佛-史密森天体物理中心的说法：“银河系至少包含了几亿颗恒星质量黑洞”。
小黑洞充斥着宇宙，但是它们的近亲，超大质量黑洞占据了主导地位。超大质量黑洞的质量是太阳的数百万倍甚至数十亿倍，但其半径只与太阳的半径相似。这样的黑洞被认为位于包括银河系在内的几乎所有星系的中心。
科学家们不确定如此巨大的黑洞是如何产生的。一旦它们形成，它们就会从周围的尘埃和气体中聚集质量，而这些物质在星系中心十分丰富，使它们能够成长到巨大的尺度。
超大质量黑洞可能是成百上千个小黑洞合并在一起的结果。大型气体云也可能是原因之一，它们一起坍缩并迅速聚积。第三种可能是恒星群的崩溃，一群恒星一起坠落。
科学家们曾经认为黑洞只有大小之分，但最近的研究揭示了存在中等质量黑洞（IMBHs）的可能性。当星系团中的恒星在连锁反应中发生碰撞时，就会形成这样的天体。在同一区域形成的几个黑洞最终可能一起落在星系中心，形成一个超大质量黑洞。
2014年，天文学家在一个螺旋星系的臂部发现了一个中等质量的黑洞。天文学家一直在努力寻找这些中等大小的黑洞。有迹象表明中等质量黑洞确实存在，但它们一直表现得像一个失散已久的亲戚，对于被找到它们自己并不感兴趣。
黑洞非常巨大，但只覆盖一小块区域。由于质量和重力之间的关系，这意味着它们有一个非常强大的引力。事实上，没有任何东西可以逃脱它们。在经典物理学中，甚至光也被黑洞捕获。
如此强大的引力导致了黑洞的观测问题：科学家们无法“看到”它们。因此，科学家必须依赖于黑洞吸入尘埃和气体时所释放的强烈辐射。位于星系中心的超大质量黑洞，可能会被周围厚厚的尘埃和气体所笼罩，而这些尘埃和气体可以阻止泄露秘密的辐射。
有时，当物质被吸引到黑洞时，它会从视界边界反弹出去，并向外抛出，而不是被拖进黑洞。明亮的物质喷流以接近相对论的速度运动。虽然黑洞本身仍然看不见，但这些强大的喷射流可以从很远的地方看到。
黑洞的视界是黑洞周围的边界，在那里光线失去了逃逸的能力。一旦一个粒子穿过视界，它就不能离开。重力在视界上是恒定的。
黑洞的内部区域，也就是它的质量所在，被称为奇点，即黑洞质量集中的时空中的单点。
在经典的物理力学中，没有任何东西能从黑洞中逃脱。然而，当量子力学被添加到方程中时，情况就会发生轻微的变化。在量子力学中，对于每一个粒子，都有一个反粒子，即一个具有相同质量和相反电荷的粒子。当它们相遇时，粒子-反粒子对可以相互湮灭。
如果一个粒子-反粒子对刚好在黑洞视界之外产生，那么当另一个粒子被抛出时，另一个粒子就有可能被吸进黑洞。结果是黑洞的视界被缩小了，黑洞可以衰变，这一过程在经典力学中是不存在的。
2015年，天文学家利用激光干涉仪引力波天文台(LIGO)首次探测到了引力波。自那次事件以来，LIGO还观察到若干其他事件。LIGO观测到的引力波来自于恒星质量黑洞的合并。
由此，科学家进一步证实了恒星质量的黑洞的存在，这些黑洞的质量大于20个太阳质量。在LIGO探测到它们之前，科学家并不知道它们的存在。
LIGO的观测也提供了关于黑洞旋转方向的解释：当一对黑洞相互环绕时，它们可以向同一个方向旋转，也可以完全不同。
关于这两个黑洞的形成有两种理论。第一种理论认为它们形成于同一时间，由两颗同时诞生和爆炸死亡的恒星组成。伴星会有相同的自旋方向，所以它们留下的黑洞也会有相同的自旋方向。
在第二个模型中，星团中的黑洞下沉到星团中心并配对。这些同伴之间会有随机的自旋方向。LIGO对具有不同自旋方向的伴生黑洞的观测为这一形成理论提供了更有力的证据。
1.如果你掉进黑洞，理论早就表明引力会像意大利面条一样把你拉长。但研究表明，量子效应会导致视界像一堵火墙，瞬间将任何物体融化。
2.第一个被认为是黑洞的物体是天鹅座X-1。携带盖革计数器的火箭发现了8个新的x射线源。1971年，科学家探测到天鹅座X-1的无线电辐射区域，发现了那里隐藏着一个质量巨大的伴星，并最终确认它是一个黑洞。
3.天鹅座X-1是1974年斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）和物理学家基普·索恩（Kip Thorne）之间的一场友好打赌的主题，赌注是订阅一年的成人杂志《阁楼》。霍金打赌天鹅座X-1辐射源不是黑洞。1990年，他承认失败。
4.微型黑洞可能是在大爆炸之后立即形成的。快速膨胀的空间可能将一些区域挤压成比太阳质量还小的致密的小黑洞。
5.如果一颗恒星离黑洞太近，它就会被撕裂。
6.天文学家估计，银河系中存在着1000万到10亿个三倍太阳质量的恒星黑洞。
7.弦理论和黑洞之间有趣的关系产生了比传统经典力学中发现的更多类型的巨型黑洞。
8.黑洞仍然是科幻小说和电影的绝佳素材。比如《星际穿越》背后的科学。它在很大程度上依赖于理论物理学家基普·索恩（Kip Thorne），将真正的科学带入了这部好莱坞大片。
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