黑洞被定義爲一個數學上定義的時空區域，表現出如此強大的引力，以至於任何粒子甚至電磁輻射都無法從中逃逸。廣義相對論預言，一個非常緊湊的質量可以使時空變形，形成一個黑洞，黑洞是普通引力變得如此極端以至於比宇宙中所有其他力都強的地方。

在廣義相對論所描述的黑洞中心，時空曲率是無限的，這被稱爲“引力奇點”。任何東西都無法逃脫黑洞的引力，甚至連光都不行。因此我們看不到黑洞。

黑洞是在非常大的恆星生命週期結束時坍塌而形成的。當一顆恆星耗盡了大部分燃料，剩下的燃料太少，無法通過恆星核合成來維持其溫度時，它就會崩潰，其內部壓力不足以抵抗自身的重力。這被稱爲“重力崩潰”。

在狹義相對論中，如果坍縮恆星的殘餘物是太陽質量的1.4倍以上，那麼這個物體就會變得不穩定，並可能爆炸成超新星釋放引力勢能。這就是以著名的天體物理學家命名的錢德拉塞卡極限。如果引力勢能的釋放不充分，恆星就不會爆炸，而是以很少或沒有輻射能的方式坍塌成黑洞或中子星。

黑洞的邊界，任何東西都無法逃離重力，這就是所謂的“事件視界”。圍繞黑洞的視界的半徑被稱爲史瓦西半徑。

換句話說，史瓦西半徑是一個球體的半徑，如果一個物體的整個質量在這個球體內被壓縮，那麼從球體表面逃逸的速度將超過光速。彎曲時空中的量子場論預測，事件層發射的輻射光譜與黑體相同，溫度與黑體質量成反比。據估計，黑洞的溫度約爲十億分之一度，因此根本不可能以任何其他方式觀測到它。

一旦恆星殘骸在這個半徑內坍塌，光線就無法逃逸，物體也就看不見了。它是一個與每一個質量有關的特徵半徑。史瓦西半徑是以德國天文學家卡爾·史瓦西的名字命名的。物體的史瓦西半徑與質量成正比。因此，太陽的施瓦茨柴爾德半徑約爲3.0公里，而地球的半徑僅爲9.0毫米，大小相當於一個小大理石。可觀測宇宙的質量有一個施瓦茨柴爾德半徑約100億光年。根據最近的一項估計，銀河系中心的超大質量黑洞的史瓦西半徑約爲1330萬公里，然而，儘管我們不能直接看到或觀察黑洞，但黑洞的存在可以通過它與附近其他物體的相互作用來推斷。

物質被黑洞形成了一種被稱爲“吸積盤”的物質，由於摩擦而被加熱，從而形成了宇宙中一些最亮的物體。如果有其他恆星圍繞着黑洞運行，它們的軌道可以用來確定黑洞的質量和位置。通過這種方式，天文學家已經確定了許多恆星黑洞。現在已經證實，在人馬座（距離銀河系核心約26000光年）的一個叫做sgr a*的放射源含有一個約430萬太陽質量的超大質量黑洞。

在銀河系的中心有另一個黑洞，與我們已經知道多年的超大質量黑洞完全分離。這個被稱爲IRS13E的新物體，大約只有1400個太陽質量，幾乎每個星系的中心都有巨大的黑洞，其質量是太陽的數百萬倍。2004年11月，天文學家利用美國新墨西哥州國家射電天文臺的超大陣列，發現了一個不到10億年的遙遠星系，但似乎包含了一個超大質量黑洞。他們估計它的質量是太陽的十億分之一。它被恆星中數萬億個太陽質量所包圍。這是證明在早期宇宙中，黑洞首先形成，然後是星系。

黑洞仍然是科學界最大的謎團。從他們的發現和圍繞他們的無數假設開始，我們還沒有完全理解他們的本質，小夥伴們您對此有什麼看法？歡迎下方留言我們一起討論，我們下期再會！

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