黑洞从未被捕捉过，那么它到底存在吗？

1.什么是宇宙黑洞

根据奥本海默在1939年的说法，大质量天体坍缩到某一临界体积时，会形成一个封闭的边界，强大的引力使界外的物质和辐射只能进入，不能逸出，从而消失在黑暗中，这便是所谓的“黑洞”。黑洞的理论是优美的，我们对黑洞的深层次认识，可能会给人类的物质观、运动观带来巨大的变革。

黑洞，是人们对宇宙空间一个区域的形象称呼。如果宇宙中确实存在黑洞的话，那才是名副其实的黑洞，不但物体掉进去会消失得无影无踪，而且就连光也休想从那里逃逸出来，它就像一个饥饿的无底洞，永远也填不饱。因此又有人把它叫作“星坟”。

黑洞是否存在

时至今日，虽然黑洞还没有被真正捕捉到，但人们对黑洞的存在却是确信无疑的，也许一些星团的中心就是黑洞，大概银河系中心就是一个大质量的黑洞。除了大黑洞之外，可能还存在比小行星还要小的黑洞。甚至还有人认为地球上也存在黑洞。这些还都属于假说，但总有一天，人们会揭开黑洞的神秘面纱。

2.黑洞的由来

在人类社会中，有些人过着隐士般的生活，喜欢独居，不希望别人过多地探询有关他们的事情。宇宙中也有这样的隐居者。黑洞——天空中大多数大质量恒星的最终演化产物，一个超致密天体，就是宇宙中的神秘隐士。这些宇宙隐士被保护在秘密掩体内，有关它们的信息一点都透露不出来。

黑洞是在一个特殊的大质量超巨星坍缩时产生的。黑洞产生的过程类似于中子星产生的过程：位于恒星中心的铁核在自身重量的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。

在中子星情况下，当核心中所有的物质都变成中子时坍缩过程立即停止，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可以使坍缩过程无休止地进行下去，所以中子本身在挤压引力和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。

在如此密实的黑洞中隐匿着巨大的引力场，这种引力大到使任何东西包括光都无法从黑洞中逃逸出去。这就是该物体被称作“黑洞”的缘故。

3.黑洞的形成

为了理解黑洞的动力学和它们怎样使其内部的所有事物无法逃不出其边界，我们需要讨论一下“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（合起来叫作“时空”）是怎样因大质量物体的存在而畸变的。

简而言之，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运动（在科幻小说和影片中普遍使用的“空间翘曲”一词就是对此原理的表达。）

让我们看一看爱因斯坦是怎样工作的。首先，考虑时间（空间的三维是长、宽和高）是现实世界中的第四维（难于在平常的三个方向之外再画出一个方向，但让我们尽力去想象）；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。我们不妨在弹簧床面上放块大石头来

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将使宇宙结构产生畸变。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也会比小天体使空间弯曲厉害得多。

如果一个网球在一张完全绷紧了的平坦的弹簧床面上滚动，它将沿着直线路径前进。反之，如果将它放到一个下凹的地方，则它将行经一条弧形路径。同理，天体穿行于时空的平坦区域（较少的重物质）时沿直线路径前进，而那些穿越弯曲区域（有较多重物质）的天体将沿弯曲的轨迹前进。

4.黑洞对周围时空区域的影响

现在再来看看黑洞对其周围时空区域的影响。设想在弹簧床面上放置一块质量非常大的圆石头来代表这一超密的黑洞，自然，这将大大地影响床面，不仅其表面会弯曲、下陷，或许还将断裂。类似的情形也会在宇宙中出现，若宇宙某处存在黑洞，则该处的宇宙结构将被撕裂。这种时空结构的破裂叫作“时空的奇异性”或“奇点”。

那么，怎样才能靠近黑洞而不被它永久地抓住呢？要知道被黑洞吸入不能再返回的那一点叫作“黑洞的视界”，它是距黑洞中心一定距离被叫作“史瓦西半径”的一个球壳。其半径的长短只与黑洞的质量有关。例如，相当于一个太阳质量的黑洞，其史瓦西半径不到3千米，只要离开其中心3千米以外，就没有危险，从黑洞旁边走过去也不会被抓住。

一旦你进入了黑洞视界，便逃脱不了被其擒获的命运——你将一直下落到时空奇点所在处——黑洞的中心，不过几分之一秒的瞬间，你就会被那里无穷大的引力压得粉身碎骨。

前面已经说过，任何进入黑洞的东西都无法再逃离它，但科学家们却认为黑洞会缓慢地释放其能量。这是怎么一回事呢？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，比深空的温度要高一些。一切比其周围温度高的物体都要释放出热量，黑洞也不例外，一个典型的黑洞将在几百万万亿年内蒸发光（释放出它全部的能量）。黑洞释放能量有个恰当的名称：霍金辐射。

扭曲的时间和空间

“黑洞”这个词虽然是公众最熟悉的天文名称之一，但并不代表人们对黑洞的存在已无争议。很久以来，黑洞只被认为是一个假想的物体和数学构思，但近年来，关于宇宙空间存在黑洞的证据越来越多。这些证明不是直接的——黑洞终究是看不见的，而是通过物质落进黑洞的视界后发出的辐射间接得知的。用这种方法探测黑洞，就好像通过观察火焰的影子发现炉灶中燃烧着的炭块一样。

扭曲的时间和空间

许多理论研究者都认为银河系的中心也隐藏着一个超大质量的黑洞，但至今还未像M87那样获得较确凿的证据。科学家们希望有朝一日能解决这个谜一样的问题。