黑洞，黑洞這個詞我第壹次見到是在8歲的時候，有壹天我媽給我買了壹套帶有硬紙殼包裝的書，當時覺得逼格超高，是中國少兒出版社出版發行的1980年版的10萬個為什麽？
屬於中國出版史上的著名出版物裏面，每壹段文字都是當時中科院的院士們寫的。拿到這本書以後，我第壹本翻開的就是天文，於是寧靜溫暖的夏天，懵懂的我與黑洞這個名字第壹次邂逅。
黑洞是現代廣義相對論中存在於宇宙空間中的壹種天體，時空展現出引力的加速度極端強大，以至於使得視界內的逃逸速度大於光速，是壹個任何粒子或電磁輻射包括光都無法逃脫逃離的區域或者說是天體。
早在1784年11月，時任劍橋學監的約翰米歇爾給物理學家卡文迪什寫了壹封信，信中就提出過有巨大的連光都無法逃逸的天體，但是它當時用的是 dark star黑暗之星這個詞來形容。
在20世紀初期的物理學家使用的詞是引力坍塌的物體來形容黑洞。美國物理學家羅伯特亨利迪克在1960年代以壹個惡名昭彰進去就出不來的監獄來比喻這種天體，這個監獄被稱為加爾各答黑洞，黑洞這個詞正式新鮮出爐。
隨後生活雜誌和科學新聞雜誌在1963年的出版品中使用了黑洞這個名詞，而這個詞真正的發揚光大是在物理學家約翰惠勒在1967年12月的講座上，有壹位學生再壹次的提出了黑洞這個名詞，當時惠勒覺得黑洞這個詞簡潔並具有廣告價值，於是予以采用並成為了術語，使得黑洞這個詞迅速的被推廣。也因此有人誤認為是為了提出了黑洞這個名字。
其實每個至暗的黑洞都曾經在宇宙中光芒萬丈，曾經轟轟烈烈的展示過其生命的燦爛與光輝。我們知道大部分的恒星內部聚集著大量的氫原子，核聚變將氫原子變成了氦原子，並釋放出了極大的能量。
正是這股能量以熱壓輻射的形式存在，來對抗著巨大的引力，這兩股力量之間剛好維持著壹個平衡，支撐著恒星不會坍縮。因此只要核心持續的核聚變，恒星就能夠維持足夠的穩定度。
而當核心的燃料耗盡恒星壽命終結的時候，恒星就會因為冷卻而內部壓力下降，進而導致在引力的作用下坍縮。而對於那些比太陽的質量大很多的恒星，核心內的熱能和壓力可以使它們合成更重的元素，最終可能合成鐵原子。
但是值得註意的是產生出鐵原子的過程不產生任何的能量，當鐵核在大質量的恒星中央累積到壹定程度後，輻射能與重力之間的平衡就瓦解了，出現了鐵殼坍縮，就在幾千分之壹秒內恒星產生自爆，並以1/10的光速移動，這個過程就是恒星的死亡過程，即超新星爆發。
超新星爆發後引力坍縮形成了壹個接近史瓦西半徑的球體，史瓦西半徑是任何具有質量的物質都存在的壹個臨界半徑的特征值。
1916年德國物理學家史瓦西運用愛因斯坦的廣義相對論計算得出了壹個結論，這個理論直到1971年被證實，當物體的實際半徑小於史瓦西半徑的時候，這個物體就變成黑洞，太陽的史瓦西半徑約為3000米，我們地球的史瓦西半徑只有9毫米，換句話說，如果妳能夠把地球壓縮成直徑1.8厘米以內，地球就變成黑洞。好像有點跑題，接著剛才說引力坍縮形成的壹個接近史瓦西半徑的球體以後，原子核的排列還在，原子的結構也沒有被破壞，但電子都被擠壓到了原子核裏面，質子和電子被擠到壹起就成為了中子，然後整個坍塌結構停止這個狀態，也就是中子型。
而此刻如果中子星的質量超過了太陽質量的3~4倍以上，也就是奧本海默沃爾科夫極限，中子星還會繼續在引力的作用下坍縮，當縮小到史瓦西半徑以內的時候，原子的結構就會徹底破壞，此時已經沒有什麽力量可以與眼力進行抗衡了，所有的物質都會向著中心點瘋狂地移動，最終形成體積無限小且密度無限大的天體黑洞。
引力坍塌並不是唯壹能形成黑洞的過程，黑洞理論上可以在達到足夠密度的高能碰撞中形成，但是黑洞的質量必然有壹個下限，從理論上預期邊界應該在普朗克質量附近，但是量子引力的發展表明普朗克質量可能非常低，這可能將使微型黑洞在宇宙射線撞擊大氣層時發生的高能碰撞中產生，或者有可能在CERN（世界上最大的粒子物理實驗室）的大型強子對撞機中產生，
雖然歐洲核子研究組織，是世界上最大型的粒子物理學實驗室，擁有世界上最大能量最高的粒子加速器LHC，中文名歐洲大型強子對撞機，就在2019年8月初，CERN宣布LHC的下壹代高亮度大型強子對撞機項目的升級工作已經開始進行，預計從2026年開始正式運行，設備預算是9.55億瑞士法郎折合人民幣大約67億，即使LHC的亮度會提高5~10倍。
說回剛才碰撞產生的微型黑洞，有很多人擔心撞出黑洞地球是不是就沒了？其實不會。即使可以形成微型黑洞，科學家們預計也會在大約10的-25次方秒內蒸發，不會對地球造成任何威脅，如果妳正在看這黑洞，妳看到的是他的事件視界，正如廣義相對論所預測的，質量的存在是時空變形，使粒子的路徑朝向質量彎曲的黑洞的事件視界，這種變形強烈到沒有任何的路徑是遠離黑洞的，任何東西想要通過這個事件逃逸，速度都必須超過光速。
愛因斯坦的相對論指出，在任何慣性坐標中，物質的速率都不可能超越真空中的光速，所以這就是不可能的。也就是說包括光在內的壹切物質都無法從事件視界到達外部，所以妳看到的只是壹個不會反射任何光的黑暗球面，這就是洞黑的部分。而在史瓦西半徑以下的天體的任何物質，也就是所有進入到事件視界範圍內的壹切物質，都塌陷成壹個質量無限大，密度無限大，面積無限小的壹個點，也就是引力奇點。
在奇點處我們目前認知的空間時間和物理定律都不再適用，根據廣義相對論所描述，起點是壹個時空取率變的無限的區域，就像是壹個永遠饑餓吞噬壹切的洞壹樣，這就是黑洞洞的部分。
黑洞竟然不能被看見，科學家們是怎麽發現的呢？
我們雖然看不到黑洞事件視界內的東西，但是科學家們通過觀察和研究黑洞周圍的現象發現黑洞的周圍遍布著氣體和灰塵形成的顆粒，這些顆粒以大約1/10光速圍繞著黑洞進行高速旋轉，如此高速的運動會導致持續不斷的爆發輻射，並產生出超高的亮度，我們稱之為吸積盤，而越接近黑洞的事件視界速度就會越快，黑洞所必須承受的越多，他的視界的範圍就會越大，在其周圍形成的吸積盤就會越大越。
因此最大最亮的吸積盤中心被認為有著超大質量的黑洞存在，這種大質量的黑洞幾乎存在於每個超大星系的中心區域，比如我們的銀河系，德國天文學家們曾於2008年證實在銀河系的中心與地球相距於2.6萬光年的人馬座a就是壹個超大質量的推動。
另外黑洞並不是像吸塵器壹樣，把周圍的物質都吸到事件視界內，當物質靠近黑洞邊緣的時候，物質周圍的時空被扭曲成了曲率無限大，等於說物質所在的範圍也成了視界，相當於黑洞的視界擴大將物質吞噬進去。
舉個例子，如果我們把太陽換成壹個同質量的黑洞，根據剛才我們所講到史瓦西半徑，黑洞的直徑大概是在6000米左右，但是此時太陽系的行星並不會被太陽吸進去，而是依然會圍繞著太陽的黑洞公轉。當然人類會被凍死。
在上個世紀60年代的時候，美國為登月做準備，發射了壹系列探空火箭進行觀測，在1964年的壹次火箭彈道飛行時發現了奇怪的天體，發現它是從地球觀測到的最強的x射線源之壹，正是天鵝座X-1，天鵝座X-1距離地球大約6070光年，其質量大約是太陽的14.8倍，它的事件視界半徑約為26公裏，是最先被廣泛承認為黑洞的候選星體。
之所以稱為候選星體，是因為目前由於黑洞觀測有實際的困難度存在，宣傳某個物體是黑洞，其並不能全面的驗證黑洞所有的特征，無法滿足專業天體物理的數據要求，所以天文數據庫當中並沒有黑洞，嚴格來說只有黑洞的候選形體，但我們為了方便，現在默認都叫黑洞，後來確定天鵝座X-1，正是壹個黑洞，也是人類發現的第壹個黑洞