火锅店总投资一览表:黑洞 的介绍,谢谢

黑洞结构介绍

恒星的质量，用M ⊙作为单位，代表是太阳质量的多少倍。如果一个恒星的
质量小于等于10-3M ⊙，那么恒星就表现为行星的样子，其中静电力为主导，恒
星不会塌缩，在自己的燃料都消耗完后，成为一个真正意义上的行星。如果质量
比10-3M ⊙大，但是没有超过钱德拉塞卡极限：14 M⊙，那么引力就占主导，而
且恒星在它的晚年成为一个白矮星，继续消耗着自己的燃料。当燃料也消耗光了，
那么白矮星就结晶为一个黑矮星，继续存在着，做几乎完全的刚体运动。质量比
1.4 M ⊙大的恒星的命运就比较坎坷了。如果在在晚年爆发为红巨星的时候，将
过多的物质喷射出去，那么它将进入白矮星坟墓。如果喷射的物质不够多，那么
就会在爆发为红巨星后，迅速塌缩为一个白矮星，然后在极其短的时间内继续塌
缩下去，冲破电子简并压的极限，终结在中子星的坟墓中。中子星比白矮星更加
致密，也更加接近刚体。如果质量比2 M ⊙大许多，在爆发的时候喷射掉物质后
的质量仍然比2 M ⊙大，那么它将成为一个黑洞。

在白矮星和中子星系列中，原本恒星的电磁场的能量将保持不变，同时由于
表面积的缩小，磁力线会被挤压在一个十分小范围中，从而增加了磁场的强度。

脉冲星和超新星就是中子星和中子星和喷射出的物质的残留。

但是到了黑洞范围中，情况就不一样了。

在中子星和白矮星中，磁力线还是存在的，但是在黑洞内部，不存在磁力线。

所有的磁力线都被束缚在了视界上（膜规范）。不单单是磁力线，连恒星原
本的电荷都是类似电子一样完全均匀地分布在整个视界上的。向外发射的磁力线
在黑洞没有旋转的时候，和电子周围的电磁场分布一样，完全球对称。在黑洞旋
转的时候，由于视界成为了椭球，因而发生了相应的形变。但是整体上，黑洞和
基本粒子的电磁场分布几乎完全一样。

黑洞的视界周长与黑洞的质量成正比关系：，这里用周长而不用物体到黑洞
中心的距离，是因为如果黑洞存在，那么在黑洞周围的时空必定已经被黑洞的引
力拉成了非欧几里德的，而是黎曼的了。因而距离的概念已经没有了必要，视界
周长和轨道的周长取而代之，用来描述黎曼时空几何的弯曲程度。由于这里的时
空是弯曲的，因此牛顿的万有引力定律已经失效了，取而代之的是爱因斯坦的场
方程。我们这里仅仅使用其中的结果：

从这个公式，我们可以得到一个描述潮汐力（就是物体在相对接近和远离的
两个部位受到的引力的差）的公式：，其中的l 就是这两个部位之间的距离。

从这个公式，我们又可以知道什么呢？我们知道的是，当物体接近视界时，
物体所受到的潮汐力反比于黑洞质量的平方！也就是说，黑洞越重，那么它的潮
汐力越柔和！但是必须注意的是：我们这里说的潮汐力，而不是引力。潮汐力是
引力引起的物体两端的引力差。无论什么黑洞，他的引力是保持巨大无比不会变
的，变的是引力的变化率，以及这个变化率引起的潮汐力。

这里说的是黑洞的外部，现在来看看黑洞的内部。

在黑洞的内部，是量子理论的天下，相对论仅仅指明了一个模糊的方向，而
具体潮汐力、引力如何，是量子理论决定的。

在这里，奇点的混沌效应使得一切计算都是徒劳的，我们不可能知道潮汐力
在什么方向上以多大的力是拉还是压一个物体。我们可以做的，仅仅是说明一下，
质量越大的黑洞，内部的量子效应越柔和；距离奇点越远，你受到的平均潮汐力
越柔和。至于细节，我们无能为力。

但是也不是什么都不能说。

我们通过概率的计算，可以知道，在奇点周围，视界内的空间，随机的潮汐
力总在三个方向上不断交替地、比较有周期地来回拉扯、挤压着物体。这种力在
离奇点越近的地方越显著。在奇点这个位置，这种潮汐力的强度、变化周期都达
到了无限大，物体被完全撕裂了。

理论上，我们可以在一个质量十分大的黑洞中，十分舒服的来到距离奇点一
个特定的范围，期间，从你落入黑洞到达到这个位置，可能需要数十年的时间，
需要的时间与黑洞质量的平方成反比。

当然，即使是这样，物体在接近奇点，到达奇点周围的量子效应区域以后，
还是会被奇点的量子效应摧毁。但是无论黑洞的质量如何，奇点的量子效应的强
度是不会变的，因为奇点的“质量”是不变的。黑洞的质量在黑洞形成的同时，
其实已经被黑洞的奇点销毁了，但是由于引力的非线形效应，引力场的能量又形
成了引力场，从而使得引力场在黑洞内部不断叠加，因而使得黑洞被维持着没有
爆裂。由于一切引力效应来自引力的非线形，而黑洞的质量的贡献仅仅是决定了
这种非线形的程度，因而在奇点周围的量子效应的时空其实在任何质量的的黑洞
内部都是一样的。

奇点的量子效应，使得物体在到达奇点前先被越来越大的量子效应完全撕成
了小个体（大小由量子混沌潮汐力效应的强度决定），然后，一般在达到奇点以
前就已经整个被奇点的混沌潮汐力摧毁，成为了基本粒子。这些基本粒子如夸克
这样被强核力牢牢束缚着的基本粒子才可能熬到直接面临奇点的时候，但是即使
是强力，在巨大引力效应和量子混沌效应的作用下，还是难逃被支解的命运，成
为了纯粹的物质弦。随后可能通过史瓦西喉被抛到了外部空间，可能成为后来量
子蒸发的材料，可能形成了子宇宙，可能在奇点周围不断游荡，可能成为了纯粹
的能量，以潮汐力的形式继续存在，可能成为了纯能量以引力波的形式辐射掉，
可能……总之，形成黑洞的恒星被所形成的黑洞摧毁了，不在对黑洞的引力提供
任何贡献了。黑洞中引力的来源，在奇点形成以后，主要就是来自于引力的非线
形结构。这个会在下文介绍相对论的时候介绍到引力的非线形，在介绍到量子理
论的时候介绍到引力子的自作用。

当然，这个是量子引力——弯曲时空的量子场定律——所给的黑洞内部的描
写，但不是最终描写。物体在达到黑洞的时候可能会得到转机，可能在黑洞内部
真的存在史瓦西喉——虫洞；也许在你达到黑洞以前就会在一个转动黑洞周围被
撕裂的空间吸走；也许你在达到奇点时，会进入一个子宇宙，在时空组中荡漾…

黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大，使得视界内的逃逸速度大于光速。 1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西（Karl Schwarzschild，1873～1916年）通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解，这个解表明，如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒（JohnArchibaldWheeler）命名为“黑洞”。 “黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体”。（电磁波）也逃脱不出。黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因高热而放出和γ射线的“边缘讯息”，可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹取得位置以及质量。

中文名
黑洞
外文名
Black Hole
分类
宇宙天体
发现者
卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)
发现时间
1916年
平均密度
ρ=3Mc^2/8πGM
表面温度
T=hc^3/8πkGM
逃逸速度
事件视界之内超过光速
反照率
0
主要探索人
斯蒂芬·威廉·霍金史瓦西
半径
对于史瓦西黑洞：Rs=2GM/c^2
熵
S=Akc^3/4hG
命名人
约翰·阿奇博尔德·惠勒


黑洞图片如下。（全都是想象图，因为科学家不能直接观测到黑洞。）

黑洞的形成如下。

黑洞是根据现代的物理理论和天文学理论,所预言的在宇宙空间中存在一种天体区域.黑洞是由一个质量相当大的天体,在核能耗尽死亡后发生引力塌缩后形成.根据牛顿万有引力定理,由于黑洞的第一宇宙速度过大连光也逃逸不出,故名黑洞.在此区域内的万有引力非常强大,任何物质都不可能从此区域内逃逸出去,甚至光线都被它强大的引力拉回.因此黑洞不会发光,不能用天文望远镜看见,它是黑漆的天体,但天文学家可借观察黑洞周围物质被吸引时的情况,找出黑洞位置

黑洞这一术语是不久以前才出现的。它是1969年美国科学家约翰·惠勒为形象描述至少可回溯到200年前的这个思想时所杜撰的名字。那时候，共有两种光理论：一种是牛顿赞成的光的微粒说；另一种是光的波动说。我们现在知道，实际上这两者都是正确的。由于量子力学的波粒二象性，光既可认为是波，也可认为是粒子。在光的波动说中，不清楚光对引力如何响应。但是如果光是由粒子组成的，人们可以预料，它们正如同炮弹、火箭和行星那样受引力的影响。起先人们以为，光粒子无限快地运动，所以引力不可能
使之慢下来，但是罗麦关于光速度有限的发现表明引力对之可有重要效应。
1783年，剑桥的学监约翰·米歇尔在这个假定的基础上，在《伦敦皇家学会哲学学报》上发表了一篇文章。他指出，一个质量足够大并足够紧致的恒星会有如此强大的引
力场，以致于连光线都不能逃逸——任何从恒星表面发出的光，还没到达远处即会被恒星的引力吸引回来。米歇尔暗示，可能存在大量这样的恒星，虽然会由于从它们那里发
出的光不会到达我们这儿而使我们不能看到它们，但我们仍然可以感到它们的引力的吸
引作用。这正是我们现在称为黑洞的物体。它是名符其实的——在空间中的黑的空洞。
几年之后，法国科学家拉普拉斯侯爵显然独自提出和米歇尔类似的观念。事实上，因为光速是固定的，所以，在牛顿引力论中将光类似炮弹那样处理实在很不协调。（从地面发射上天的炮弹由于引力而减速，最后停止上升并折回地面；然而，一个光子必须以不变的速度继续向上，那么牛顿引力对于光如何发生影响呢？）直到1915年爱因斯坦提出广义相对论之前，一直没有关于引力如何影响光的协调的理论。甚至
又过了很长时间，这个理论对大质量恒星的含意才被理解。
为了理解黑洞是如何形成的，我们首先需要理解一个恒星的生命周期。起初，大量的气体（大部分为氢）受自身的引力吸引，而开始向自身坍缩而形成恒星。当它收缩时，气体原子相互越来越频繁地以越来越大的速度碰撞——气体的温度上升。最后，气体变
得如此之热，以至于当氢原子碰撞时，它们不再弹开而是聚合形成氦。如同一个受控氢
弹爆炸，反应中释放出来的热使得恒星发光。这增添的热又使气体的压力升高，直到它
足以平衡引力的吸引，这时气体停止收缩。这有一点像气球——内部气压试图使气球膨
胀，橡皮的张力试图使气球缩小，它们之间存在一个平衡。从核反应发出的热和引力吸
引的平衡，使恒星在很长时间内维持这种平衡。然而，最终恒星会耗尽了它的氢和其他
核燃料。貌似大谬，其实不然的是，恒星初始的燃料越多，它则燃尽得越快。这是因为
恒星的质量越大，它就必须越热才足以抵抗引力。而它越热，它的燃料就被用得越快。
我们的太阳大概足够再燃烧50多亿年，但是质量更大的恒星可以在1亿年这么短的时间内
用尽其燃料，这个时间尺度比宇宙的年龄短得多了。当恒星耗尽了燃料，它开始变冷并
开始收缩。随后发生的情况只有等到本世纪20年代末才初次被人们理解。
第一颗被观察到的是绕着夜空中最亮的恒星——天狼星转动的那一颗。
兰道指出，对于恒星还存在另一可能的终态。其极限质量大约也为太阳质量的一倍
或二倍，但是其体积甚至比白矮星还小得多。这些恒星是由中子和质子之间，而不是电
子之间的不相容原理排斥力所支持。所以它们被叫做中子星。它们的半径只有10英哩左
右，密度为每立方英寸几亿吨。在中子星被第一次预言时，并没有任何方法去观察它。
实际上，很久以后它们才被观察到。
另一方面，质量比强德拉塞卡极限还大的恒星在耗尽其燃料时，会出现一个很大的
问题：在某种情形下，它们会爆炸或抛出足够的物质，使自己的质量减少到极限之下，
以避免灾难性的引力坍缩。但是很难令人相信，不管恒星有多大，这总会发生。怎么知
道它必须损失重量呢？即使每个恒星都设法失去足够多的重量以避免坍缩，如果你把更
多的质量加在白矮星或中子星上，使之超过极限将会发生什么？它会坍缩到无限密度吗？
爱丁顿为此感到震惊，他拒绝相信强德拉塞卡的结果。爱丁顿认为，一颗恒星不可能坍
缩成一点。这是大多数科学家的观点：爱因斯坦自己写了一篇论文，宣布恒星的体积不
会收缩为零。其他科学家，尤其是他以前的老师、恒星结构的主要权威——爱丁顿的敌
意使强德拉塞卡抛弃了这方面的工作，转去研究诸如恒星团运动等其他天文学问题。然
而，他获得1983年诺贝尔奖，至少部分原因在于他早年所做的关于冷恒星的质量极限的
工作。
现在，我们从奥本海默的工作中得到一幅这样的图象：恒星的引力场改变了光线的
路径，使之和原先没有恒星情况下的路径不一样。光锥是表示光线从其顶端发出后在空
间——时间里传播的轨道。光锥在恒星表面附近稍微向内偏折，在日食时观察远处恒星
发出的光线，可以看到这种偏折现象。当该恒星收缩时，其表面的引力场变得很强，光
线向内偏折得更多，从而使得光线从恒星逃逸变得更为困难。对于在远处的观察者而言，
光线变得更黯淡更红。最后，当这恒星收缩到某一临界半径时，表面的引力场变得如此
之强，使得光锥向内偏折得这么多，以至于光线再也逃逸不出去。根据相对论，
没有东西会走得比光还快。这样，如果光都逃逸不出来，其他东西更不可能逃逸，都会
被引力拉回去。也就是说，存在一个事件的集合或空间——时间区域，光或任何东西都
不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者。现在我们将这区域称作黑洞，将其边界称作
事件视界，它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的轨迹相重合。
当你观察一个恒星坍缩并形成黑洞时，为了理解你所看到的情况，切记在相对论中
没有绝对时间。每个观测者都有自己的时间测量。由于恒星的引力场，在恒星上某人的
时间将和在远处某人的时间不同。假定在坍缩星表面有一无畏的航天员和恒星一起向内
坍缩，按照他的表，每一秒钟发一信号到一个绕着该恒星转动的空间飞船上去。在从空间飞
船上看，那光波被散开到无限长的时间间隔里。在空间飞船上收到这一串光波的时间间
隔变得越来越长，所以恒星来的光显得越来越红、越来越淡，最后，该恒星变得如此之
朦胧，以至于从空间飞船上再也看不见它，所余下的只是空间中的一个黑洞。然而，此
恒星继续以同样的引力作用到空间飞船上，使飞船继续绕着所形成的黑洞旋转。
但是由于以下的问题，使得上述情景不是完全现实的。你离开恒星越远则引力越弱，
所以作用在这位无畏的航天员脚上的引力总比作用到他头上的大。在恒星还未收缩到临
界半径而形成事件视界之前，这力的差就已经将我们的航天员拉成意大利面条那样，甚
至将他撕裂！然而，我们相信，在宇宙中存在质量大得多的天体，譬如星系的中心区域，
它们遭受到引力坍缩而产生黑洞；一位在这样的物体上面的航天员在黑洞形成之前不会
被撕开。事实上，当他到达临界半径时，不会有任何异样的感觉，甚至在通过永不回返
的那一点时，都没注意到。但是，随着这区域继续坍缩，只要在几个钟头之内，作用到
他头上和脚上的引力之差会变得如此之大，以至于再将其撕裂。
罗杰·彭罗斯和我在1965年和1970年之间的研究指出，根据广义相对论，在黑洞中
必然存在无限大密度和空间——时间曲率的奇点。这和时间开端时的大爆炸相当类似，
只不过它是一个坍缩物体和航天员的时间终点而已。在此奇点，科学定律和我们预言将
来的能力都失效了。然而，任何留在黑洞之外的观察者，将不会受到可预见性失效的影
响，因为从奇点出发的不管是光还是任何其他信号都不能到达他那儿。这令人惊奇的事
实导致罗杰·彭罗斯提出了宇宙监督猜测，它可以被意译为：“上帝憎恶裸奇点。” 事件视界，也就是空间——时间中不可逃逸区域的边界，正如同围绕着黑洞的单向
膜：物体，譬如不谨慎的航天员，能通过事件视界落到黑洞里去，但是没有任何东西可
以通过事件视界而逃离黑洞。人们可以将诗人但丁针对地狱入口所说的话恰到
好处地用于事件视界：“从这儿进去的人必须抛弃一切希望。”任何东西或任何人一旦
进入事件视界，就会很快地到达无限致密的区域和时间的终点。黑洞根本不是真正黑的，它们像一个热体一样发光，它们越小则发热发光得越厉害。
所以看起来荒谬，而事实上却是，小的黑洞也许可以比大的黑洞更容易地被探测到。

参考资料：《时间简史——从大爆炸到黑洞〉〉

黑洞这一术语是不久以前才出现的。它是1969年美国科学家约翰·惠勒为形象描述至少可回溯到200年前的这个思想时所杜撰的名字。那时候，共有两种光理论：一种是牛顿赞成的光的微粒说；另一种是光的波动说。我们现在知道，实际上这两者都是正确的。由于量子力学的波粒二象性，光既可认为是波，也可认为是粒子。在光的波动说中，不清楚光对引力如何响应。但是如果光是由粒子组成的，人们可以预料，它们正如同炮弹、火箭和行星那样受引力的影响。起先人们以为，光粒子无限快地运动，所以引力不可能
使之慢下来，但是罗麦关于光速度有限的发现表明引力对之可有重要效应。
1783年，剑桥的学监约翰·米歇尔在这个假定的基础上，在《伦敦皇家学会哲学学报》上发表了一篇文章。他指出，一个质量足够大并足够紧致的恒星会有如此强大的引
力场，以致于连光线都不能逃逸——任何从恒星表面发出的光，还没到达远处即会被恒星的引力吸引回来。米歇尔暗示，可能存在大量这样的恒星，虽然会由于从它们那里发
出的光不会到达我们这儿而使我们不能看到它们，但我们仍然可以感到它们的引力的吸
引作用。这正是我们现在称为黑洞的物体。它是名符其实的——在空间中的黑的空洞。
几年之后，法国科学家拉普拉斯侯爵显然独自提出和米歇尔类似的观念。事实上，因为光速是固定的，所以，在牛顿引力论中将光类似炮弹那样处理实在很不协调。（从地面发射上天的炮弹由于引力而减速，最后停止上升并折回地面；然而，一个光子必须以不变的速度继续向上，那么牛顿引力对于光如何发生影响呢？）直到1915年爱因斯坦提出广义相对论之前，一直没有关于引力如何影响光的协调的理论。甚至
又过了很长时间，这个理论对大质量恒星的含意才被理解。
为了理解黑洞是如何形成的，我们首先需要理解一个恒星的生命周期。起初，大量的气体（大部分为氢）受自身的引力吸引，而开始向自身坍缩而形成恒星。当它收缩时，气体原子相互越来越频繁地以越来越大的速度碰撞——气体的温度上升。最后，气体变
得如此之热，以至于当氢原子碰撞时，它们不再弹开而是聚合形成氦。如同一个受控氢
弹爆炸，反应中释放出来的热使得恒星发光。这增添的热又使气体的压力升高，直到它
足以平衡引力的吸引，这时气体停止收缩。这有一点像气球——内部气压试图使气球膨
胀，橡皮的张力试图使气球缩小，它们之间存在一个平衡。从核反应发出的热和引力吸
引的平衡，使恒星在很长时间内维持这种平衡。然而，最终恒星会耗尽了它的氢和其他
核燃料。貌似大谬，其实不然的是，恒星初始的燃料越多，它则燃尽得越快。这是因为
恒星的质量越大，它就必须越热才足以抵抗引力。而它越热，它的燃料就被用得越快。
我们的太阳大概足够再燃烧50多亿年，但是质量更大的恒星可以在1亿年这么短的时间内
用尽其燃料，这个时间尺度比宇宙的年龄短得多了。当恒星耗尽了燃料，它开始变冷并
开始收缩。随后发生的情况只有等到本世纪20年代末才初次被人们理解。
第一颗被观察到的是绕着夜空中最亮的恒星——天狼星转动的那一颗。
兰道指出，对于恒星还存在另一可能的终态。其极限质量大约也为太阳质量的一倍
或二倍，但是其体积甚至比白矮星还小得多。这些恒星是由中子和质子之间，而不是电
子之间的不相容原理排斥力所支持。所以它们被叫做中子星。它们的半径只有10英哩左
右，密度为每立方英寸几亿吨。在中子星被第一次预言时，并没有任何方法去观察它。
实际上，很久以后它们才被观察到。
另一方面，质量比强德拉塞卡极限还大的恒星在耗尽其燃料时，会出现一个很大的
问题：在某种情形下，它们会爆炸或抛出足够的物质，使自己的质量减少到极限之下，
以避免灾难性的引力坍缩。但是很难令人相信，不管恒星有多大，这总会发生。怎么知
道它必须损失重量呢？即使每个恒星都设法失去足够多的重量以避免坍缩，如果你把更
多的质量加在白矮星或中子星上，使之超过极限将会发生什么？它会坍缩到无限密度吗？
爱丁顿为此感到震惊，他拒绝相信强德拉塞卡的结果。爱丁顿认为，一颗恒星不可能坍
缩成一点。这是大多数科学家的观点：爱因斯坦自己写了一篇论文，宣布恒星的体积不
会收缩为零。其他科学家，尤其是他以前的老师、恒星结构的主要权威——爱丁顿的敌
意使强德拉塞卡抛弃了这方面的工作，转去研究诸如恒星团运动等其他天文学问题。然
而，他获得1983年诺贝尔奖，至少部分原因在于他早年所做的关于冷恒星的质量极限的
工作。
现在，我们从奥本海默的工作中得到一幅这样的图象：恒星的引力场改变了光线的
路径，使之和原先没有恒星情况下的路径不一样。光锥是表示光线从其顶端发出后在空
间——时间里传播的轨道。光锥在恒星表面附近稍微向内偏折，在日食时观察远处恒星
发出的光线，可以看到这种偏折现象。当该恒星收缩时，其表面的引力场变得很强，光
线向内偏折得更多，从而使得光线从恒星逃逸变得更为困难。对于在远处的观察者而言，
光线变得更黯淡更红。最后，当这恒星收缩到某一临界半径时，表面的引力场变得如此
之强，使得光锥向内偏折得这么多，以至于光线再也逃逸不出去。根据相对论，
没有东西会走得比光还快。这样，如果光都逃逸不出来，其他东西更不可能逃逸，都会
被引力拉回去。也就是说，存在一个事件的集合或空间——时间区域，光或任何东西都
不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者。现在我们将这区域称作黑洞，将其边界称作
事件视界，它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的轨迹相重合。
当你观察一个恒星坍缩并形成黑洞时，为了理解你所看到的情况，切记在相对论中
没有绝对时间。每个观测者都有自己的时间测量。由于恒星的引力场，在恒星上某人的
时间将和在远处某人的时间不同。假定在坍缩星表面有一无畏的航天员和恒星一起向内
坍缩，按照他的表，每一秒钟发一信号到一个绕着该恒星转动的空间飞船上去。在从空间飞
船上看，那光波被散开到无限长的时间间隔里。在空间飞船上收到这一串光波的时间间
隔变得越来越长，所以恒星来的光显得越来越红、越来越淡，最后，该恒星变得如此之
朦胧，以至于从空间飞船上再也看不见它，所余下的只是空间中的一个黑洞。然而，此
恒星继续以同样的引力作用到空间飞船上，使飞船继续绕着所形成的黑洞旋转。
但是由于以下的问题，使得上述情景不是完全现实的。你离开恒星越远则引力越弱，
所以作用在这位无畏的航天员脚上的引力总比作用到他头上的大。在恒星还未收缩到临
界半径而形成事件视界之前，这力的差就已经将我们的航天员拉成意大利面条那样，甚
至将他撕裂！然而，我们相信，在宇宙中存在质量大得多的天体，譬如星系的中心区域，
它们遭受到引力坍缩而产生黑洞；一位在这样的物体上面的航天员在黑洞形成之前不会
被撕开。事实上，当他到达临界半径时，不会有任何异样的感觉，甚至在通过永不回返
的那一点时，都没注意到。但是，随着这区域继续坍缩，只要在几个钟头之内，作用到
他头上和脚上的引力之差会变得如此之大，以至于再将其撕裂。
罗杰·彭罗斯和我在1965年和1970年之间的研究指出，根据广义相对论，在黑洞中
必然存在无限大密度和空间——时间曲率的奇点。这和时间开端时的大爆炸相当类似，
只不过它是一个坍缩物体和航天员的时间终点而已。在此奇点，科学定律和我们预言将
来的能力都失效了。然而，任何留在黑洞之外的观察者，将不会受到可预见性失效的影
响，因为从奇点出发的不管是光还是任何其他信号都不能到达他那儿。这令人惊奇的事
实导致罗杰·彭罗斯提出了宇宙监督猜测，它可以被意译为：“上帝憎恶裸奇点。” 事件视界，也就是空间——时间中不可逃逸区域的边界，正如同围绕着黑洞的单向
膜：物体，譬如不谨慎的航天员，能通过事件视界落到黑洞里去，但是没有任何东西可
以通过事件视界而逃离黑洞。人们可以将诗人但丁针对地狱入口所说的话恰到
好处地用于事件视界：“从这儿进去的人必须抛弃一切希望。”任何东西或任何人一旦
进入事件视界，就会很快地到达无限致密的区域和时间的终点。黑洞根本不是真正黑的，它们像一个热体一样发光，它们越小则发热发光得越厉害。
所以看起来荒谬，而事实上却是，小的黑洞也许可以比大的黑洞更容易地被探测到。

摘自《高一物理第一册》
黑洞
近代引力理论所语言的一种特殊天体——黑洞。理论计算表明，人造卫星脱离地球的速度等于其第一宇宙速度的根号2倍，既v=根号下2GM/r 由此可知，天体的质量越大，半径越小，其表面的物体就越不容易脱离它的束缚。质量与太阳相近，而半径与地球差不多的白矮星，其脱离速度为6.5*10的3次方km/s，质量与太阳想近，半径只有10km左右的中子星，其脱离速度达1.6*10的5次方km/s
设想，如果某天体的质量非常大，半径非常小，其脱离速度有可能超过光速，即v=根号下2GM/r>c。爱因斯坦相对论指出，任何物体的速度都不可能超过光速。由此可推断，对这中天体来说，任何物体都不可能脱离它的束缚，甚至连光也不能射出。这种天体就是黑洞！！