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与别的天体相比，黑洞十分特殊。人们无法直接观察到它，科学家也只能对它内部结构提出各种猜想。而使得黑洞把自己隐藏起来的的原因即是弯曲的时空。根据广义相对论，时空会在引力场作用下弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短光程传播，但相对而言它已弯曲。在经过大密度的天体时，时空会弯曲，光也就偏离了原来的方向。
黑洞图片
黑洞图片（36张）
在地球上，由于引力场作用很小，时空的扭曲是微乎其微的。而在黑洞周围，时空的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，这就是黑洞的隐身术。
更有趣的是，有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”，还同时看到它的“侧面”、甚至“后背”，这是宇宙中的“引力透镜”效应。
这张红外波段图像拍摄的是我们所居住银河系的中心部位，所有银河系的恒星都围绕银心部位可能存在的一个超大质量黑洞公转。据美国太空网报道，一项新的研究显示，宇宙中最大质量的黑洞开始快速成长的时期可能比科学家原先的估计更早，并且仍在加速成长。
一个来自以色列特拉维夫大学的天文学家小组发现，宇宙中最大质量黑洞的首次快速成长期出现在宇宙年龄约为12亿年时，而非之前认为的2040亿年。天文学家们估计宇宙的年龄约为138。2亿年。
同时，这项研究还发现宇宙中最古老、质量最大的黑洞同样具有非常快速的成长。有关这一发现的详细情况将发表在最新一期的天体物理学报。
如果黑洞足够大，宇航员会开始觉察到拉着他脚的重力比拉着他头的重力更强大，这种吸引力拖着他无情地向下落，重力差会迅速加大而将他撕裂，最终他的遗体会被扯得粉碎而落入黑洞那无限致密核心。
普金斯基和他的两个学生艾哈迈德艾姆哈里、詹姆斯萨利，加上该校的另一位弦理论学家唐纳德马洛夫一起，对这一事件进行了重新计算。根据他们的计算，却呈现出完全不同的另一番场景：量子效应会把事件视界变成沸腾的粒子大漩涡，任何东西掉进去都会撞到一面火焰墙上而被瞬间烤焦。
3分类特点
物理性质划分
根据黑洞本身的物理特性质量，角动量，电荷划分，可以将黑洞分为五类。
不旋转不带电荷的黑洞：它的时空结构于1916年由施瓦西求出称施瓦西黑洞。
不旋转带电黑洞：称r－n黑洞。时空结构于1916至1918年由赖斯纳（r）和纳自敦求出。
旋转不带电黑洞：称克尔黑洞。时空结构由克尔于1963年求出。
一般黑洞：称克尔－纽曼黑洞。时空结构于1965年由纽曼求出。
双星黑洞：与其他恒星一块形成双星的黑洞。
克尔纽曼黑洞
转动且带电荷的
黑洞，叫做克尔－－纽曼黑洞。这种结构的黑洞视界和无限红移面会分开，而且视界会分为两个（外视界r＋和内视界r－），无限红移面也会分裂为两个（rs＋和rs－）。外视界和无限红移面之间的区域叫做能层，有能量储存在那里。越过外无限红移面的物体仍有可能逃离黑洞，这是因为能层还不是单向膜区。
（其中，m、j、q分别代表黑洞的总质量、总角动量和总电荷。a=j/mc为单位质量角动量）
单向膜区内，r为时间，s是空间。穿过外视界进入单向膜区得物体，将只能向前，穿过内视界进入黑洞内部。内视界以里的区域不是单向膜区，那里有一个“奇环”，也就是时间终止的地方。物体可以在内视界内自由运动，由于奇环产生斥力，物体不会撞上奇环，不过，奇环附近有一个极为有趣的时空区，在那里存在“闭合类时线”，沿这种时空曲线运动的物体可以不断地回到自己的过去。
大型黑洞
巨型黑洞
宇宙中大部分星系，包括我们居
住的银河系的中心都隐藏着一个超大质量黑洞。这些黑洞质量大小不一，大约100万～100亿个太阳质量。天文学家们通过探测黑洞周围吸积盘发出的强烈辐射推断这些黑洞的存在。物质在受到强烈黑洞引力下落时，会在其周围形成吸积盘盘旋下降，在这一过程中势能迅速释放，将物质加热到极高的温度，从而发出强烈辐射。黑洞通过吸积方式吞噬周围物质，这可能就是它的成长方式＇8＇。
这项最新的研究采用了全世界最先进的地基观测设施，包括位于美国夏威夷莫纳克亚山顶，海拔4000多米处的北双子座望远镜，位于智利帕拉那山的南双子座望远镜，以及位于美国新墨西哥州圣阿古斯丁平原上的甚大阵射电望远镜。
特大黑洞
新发现的黑洞，位置在距地球5000～1亿光年的**座与白羊座中。专家指出，大部分黑洞质量，只比太阳多出数倍，但是新搜集到的数据显示，这3个黑洞的质量，约是太阳的5000～1亿倍。
黑洞的资料
名称
质量（太阳=1）
伴星质量（太阳=1）
mgr0j1655－40
5。5
1。2
大麦哲伦云x－3
6。5
20
j0422432
10
0。3
a0620－00
11
0。5
天鹅座v404
12
0。6
天鹅座x－1
16
30
大质量的成长
观测结果显示，出现在宇宙年龄仅为12亿年时的活跃黑洞，其质量要比稍后出现的大部分大质量黑洞质量小9/10。但是它们的成长速度非常快，因而它们的质量要比后者大得多。通过对这种成长速度的测算，研究人员可以估算出这些黑洞天体之前和之后的发展路径。
该研究小组发现，那些最古老的黑洞，即那些在宇宙年龄仅为数亿年时便开始进入全面成长期的黑洞，它们的质量仅为太阳的100到1000倍。研究人员认为这些黑洞的形成和演化可能和宇宙中最早的恒星有关。
天文学家们还注意到，在最初的12亿年后，这些被观测的黑洞天体的成长期仅仅持续了1亿到2亿年。
这项研究是一个已持续7年的研究计划的成果。特拉维夫大学主持的这项研究旨在追踪研究宇宙中最大质量黑洞的演化，并观察它们对宿主星系产生的影响。
最大的黑洞
天文学家最新观测发现小型星系竟包含着一个超大质量黑洞，其质量是太阳的170亿倍。天文学家也没有线索证实这一奇怪现象。
天文学家发现一个超级质量黑洞，所在ngc1277星系中心膨胀区域59％恒星质量都聚集在黑洞中，这项发现将进一步增添了星系与黑洞之间关系的神秘性。
位于英仙座星系群的小型星系ngc1277距离地球2。5亿光年，这个处在其内部的黑洞质量竟然达到太阳质量的170亿倍。相比之下，银河系中心的超大质量黑洞就是小巫见大巫了，它仅是太阳质量的400万倍。
普通黑洞仅占星系膨胀区域的0。1％质量，在此之前观测到拥有最大比例质量黑洞的星系是ncg4486b，它的黑洞质量占星系的11％。而当前发现ngc1277星系的神秘巨型黑洞仍是一个谜团，德国马克思－普朗克天文研究所的天文学家雷姆科－范德－博世说：“我们并未想到宇宙中会存在如此巨大的黑洞，目前我们进一步揭开其中的秘密，并掌握类似的星系在宇宙中如何形成，以及存在的普遍性。”
ngc1277星系可能并不是唯一的，天文学家正在研究多个类似情况的星系，它们可能蕴藏着不成比例的大型黑洞。
4探索历史
编辑
1970年，美国的“自由”号人造卫星发现了与其他射线源不同的天鹅座x－1，位于天鹅座x－1上的是一个比太阳重30多倍的巨大蓝色星球，该星球被一个重约10个太阳的看不见的物体牵引着。天文学家一致认为这个物体就是黑洞，它就是人类发现的第一个黑洞。
1928年，萨拉玛尼安钱德拉塞卡到英国剑桥跟英国天文学家阿瑟爱丁顿爵士（一位广义相对论家）学习。钱德拉塞卡意识到，不相容原理所能提供的排斥力有一个极限。恒星中的粒子的最大速度差被相对论限制为光速。这意味着，恒星变得足够紧致之时，由不相容原理引起的排斥力就会比引力的作用小。钱德拉塞卡计算出；一个大约为太阳质量一倍半的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力。（这质量称为钱德拉塞卡极限）前苏联科学家列夫达维多维奇兰道几乎在同时也发现了类似的结论。
如果一颗恒星的质量比钱德拉塞卡极限小，它最后会停止收缩并终于变成一颗半径为几千英里和密度为每立方英寸几百吨的“白矮星”。白矮星是它物质中电子之间的不相容原理排斥力所支持的。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英里左右，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，很久以后它们才被观察到。
宇宙十大奇异黑洞现象
宇宙十大奇异黑洞现象（10张）
另一方面，质量比钱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，不管恒星有多大，这总会发生。爱丁顿拒绝相信钱德拉塞卡的结果。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——爱丁顿的敌意使钱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。
钱德拉塞卡指出，不相容原理不能够阻止质量大于钱德拉塞卡极限的恒星发生坍缩。但是，根据广义相对论，这样的恒星会发生什么情况呢。这个问题被一位年轻的美国人罗伯特奥本海默于