隋唐演义罗成盈盈:黑洞的形成

黑洞的形成
一个光亮的恒星为什麼会变成黑洞 答案是恒星衰老了.恒星的成份多为氢气,也就是让兴登堡号这样的飞船飘浮不坠的轻质物质.氢就是让恒星发光的燃料.每个恒星的内部都在进行核融合反应,有点像连续引爆氢弹那样,将氢气转化为能量:光与热.恒星在「燃烧」氢气时,必得面对一场拉锯战:一方面恒星内部的热压力会促使恒星扩张,就像把气球吹大那样:另一方面,恒星本身重力的拉扯力又促使恒星缩回来.因此恒星在发热时,这场拉锯战是陷於胶著状态的,恒星的大小也不会起变化.但一旦核反应停止,恒星就得对重力让步,因而整个崩溃下来,就像气球泄了气一样.
不过恒星年纪一大就开始变冷.由於没有了热能,这个老迈的庞然大物无法产生足够的内部压力以抵抗重力的收缩,因此开始崩溃并缩小.但恒星虽然在缩小,却没有损失任何物质;氢仍旧在,只是被极力压缩而已.这意味著恒星所有的质量都向中心趋进许多,也就是将重力集中於一个小地方.小型的恒星会缩小成所谓的「白矮星」,与地球大小相当,但已停止核融合的恒星.较大的恒星则在一抹耀眼的华光,所谓的「超新星」爆炸中自我毁灭殆尽,原来的质量几乎被轰得一点不剩.
但如果恒星的剩余质量够大(约达我们的太阳质量的一点四倍)那麼这些仅存的物质可能会变成黑洞.以下图为例,这个恒星被压缩到直径只有一英哩.此时表面上的重力强得连它自己的光都无法逃脱.那个天体还在原地,再也看不到它了.任何接近它的物体都会被吸进去,然后消逝在「黑洞」中.
←黑洞行成过程
黑洞和时间的关系
依照爱因斯坦的相对论,重力会使时间慢下来.因此当我们接近黑洞的时候,由於受到极强的重力效应,时间确实会缓慢下来,甚至有可能在我们接近到黑洞某个范围内,当经过一秒钟时,外界已过了100年.
若把时钟放在重力微弱的地方(例如地球)是很难(但仍可以办到)测出重力对时间的影响的.但若把时钟放在重力强大,如黑洞之处,则立刻可见到重力对时间产生的影响,至於影响之大小又依观察者位置之不同而有不同.对於掉入黑洞中的太空旅行者而言,重力增大会使他对事物的认知加快;他会觉得他被黑洞吸了进去,一下子就到了「底」.但对位於远方,不受黑洞影响的观察者而言,看到的情形与此恰好相反.在他们的眼中,那位不幸的太空人似乎动得很慢,而且好像越接近黑洞,就移动得越缓慢.原因是,根据相对论的预测,黑洞的强大重力会使时间延缓下来,所以那个太空人似乎永远都还没掉落到底.在最底下的地方 所有的质量和能量都被浓缩为极小的点 空间消失了,时间也停止了.黑洞内应用於外界的一切物理定律都宣告终止,因此我们无从得知黑洞里到底是何种光景.
有一位学家〈史瓦西〉算出一个范围,再范围之内的时间和各种物理现象都和外面不同,例如:时间较慢,重力较大.因为是史瓦西算出来的,所以称为史瓦西半径界面,又称事像地平面.
事像地平面指的是黑洞内时间与外界是完全不同的状态由於光被重力所牵引,在黑洞里的时间一分钟或许等於外界的数十年好比说你现在被吸入黑洞内,你在里面一分钟后就会被挤缩压毁可是或许在几秒后你看到了有其他人也被吸入黑洞内,但这其实是数十年后被吸入的...
黑洞的两极喷流

↑1997年6月9日美国太空总署发布新闻指出,哈柏太空望远镜红外光广角镜头摄得NGC4151星系核心附近的一颗黑洞正进行烟火般的喷流景象(左上图).其他3张照片分别是利用紫外光(左下图),可见光(右图上下)所摄得,每张图的中央处正是黑洞的所在位置,而黑洞的喷流是以对称的方式呈现.
自从1911年爱因斯坦发表弯曲时空的「广义相对论」后不久,很多天文物理学者都相信在强大重力作用下会有黑洞的存在.因为一般初步的想法是类似地心引力 (重力)的作用,若在如此强大重力作用下,会不断地吞噬附近的物质,连在真空中每秒速度高达30万公里的「光」临近黑洞时都无法幸免,无法逃脱它强大重力的吸引.况且只有物质被吸入而不会释放出来,所以它是我们无法目视得到会有任何东西呈现的黑暗「区域」,我们称为「黑洞」.
在一般人的心目中,黑洞在宇宙中就好像地球上传闻已久的神秘百慕达三角地带.从一些简短的报导里,我们知道黑洞在宇宙的时空里是一个非常小的点,但这一小小的点却有无穷的吸引力(重力),会不停吞噬它周遭的物质(如尘埃,星体),即使光波也在所难免.一般人相信黑洞可能是由巨型星球演化,经超新星爆发后,接近星体中心的物质剧烈地塌陷而成的.存在宇宙中的数目可能很多,且还有很多奇怪而未经证实的特性,足以影响人类对於整个宇宙和时空的想法.
近代天文物理学大师史蒂芬 霍金 (也就是「时间之箭」一书的作者)在1974 年提到「黑洞蒸发」的论点,他强调黑洞所吞噬物质的状态,是像量子物理所说的呈现出量子化的「激发态」(不稳定状态),这时会在南北两极的地方向外喷流出激发态的物质,这就是所谓的「黑洞蒸发」现象.
直到哈柏太空天文望远镜上了太空且发挥功能,藉著它的广角镜头红外光相机所拍摄的红外光谱图案(因为红外光可穿透各个星球外围云气的障碍)让我们可直接看到星球的原貌.终於在1997年5月12日,NASA宣布发现了距离我们5千万光年外的 M84 星系中心处,有颗约为太阳3亿倍质量的黑洞正像放烟火般地喷流出大量物质.接下来,天文学家利用哈柏太空天文望远镜和欧洲的红外光太空望远镜,也发现许多黑洞都有像烟火般的喷流景象.
↑1997年5月12日美国太空总署 (NASA)发布消息指出,利用哈柏太空望远镜上红外光相机广角镜头的光谱图影像,发现在M84星系中心处有一个约为太阳3亿倍质量的黑洞.这是人类首度发现黑洞的两极正以每秒400公里的速度向外喷流物质.左图中央处标示出位於M84星系中心发现此正在喷流的黑洞位置.右图中蓝色的部分是位於黑洞旋转盘面上正被黑洞吸进去而朝向我们而来的云气,红色的部分是旋转盘面上正远离我们而去的云气.
↑模拟黑洞两极喷流的过程: 图1.黑洞强大的重力正吞噬著邻近星球的云气 图2.黑洞所吞噬的物质形成了不稳定的状态 图3.黑洞正进行两极方向的巨观喷流 图4.经过剧烈的喷流后,黑洞又趋於稳定.黑洞持续进行吞噬邻近星球的云气,不久后将会有第二波的喷流产生. 图5.远观黑洞进行一波接著一波南北对称的喷流
四,黑洞和相对论
在这里又谈到爱因斯坦的相对论.本来黑洞并非一定得由大质量的恒星演变而成, 只是一般星体不可能一下子缩到底.所以恒星演变成黑洞只有经由大质量塌缩这一途径.此结论已由相对论导出,至於黑洞与外界断绝关系,我们可以把其形状试想成细长瓶子状.进入瓶子的一切短程线,都只能按弧线落到其底部.因此形成禁锢的空间,任何物体都无法逃出.但这个禁锢空间对外界是开放的,只是进的去出不来而已,也就是它和外界相通只有单向性.这个禁锢空间的内外分界称为「事界」,也就是史瓦西半径的界面,过了这界线,外界就无从得知了.内部的人最远只能到达史瓦西半径界面,亦即事界是他们世界的端点.而史瓦西界面是由史瓦西首先依据相对论所求出的解,后人便称之为史瓦西黑洞.然而其实事界的概念已先於爱因斯坦早存在,但他创见性的两点在於时空弯曲以及光速是一切物体运动的极限.
五,黑洞的利用
物理学家把有序的相反概念,也就是无序状态叫做熵(Entropy). 一个封闭的物质世界系统,无论甚麼物理变化,全熵量即无序的总量绝不减少,这称热力学第二定律.最后熵达到最大而成平衡状态,这就是所谓的热寂,这时到处能量分布相同,宇宙再也活不起来了.没有运动,也就是没有时间,宇宙就不存在了! 引力能的熵比核能以及热运动能的熵小得多,通常引力场绝非无序的.但黑洞把通常共存物体吞噬进去,就使黑洞失去多样性而驱於统一,於是就包含一定的熵,把黑洞引力场转为其他形式就不能百分之百有用.但黑洞有熵是肯定的.若非如此,投入极大量的无序的东西到黑洞中,岂非全体熵减小了.这就和热力学第二定律相违背了.而黑洞的引力能,可看为存於表面,恰如水滴表面张力那样的表面能.如果给水滴补充能量,它就会激烈震动而分裂.因为面积不够容纳更大的能量.同样的,如果对黑洞施以能量,类似的理由它会震动,用引力波放走能量,因为它不能分裂.它的表面积依然和初始界面表面积一样,亦即表面积不能减少,这可称为「不减能」.黑洞一形成,对应的表面积就是永远不可灭.再来谈到若黑洞自转或带电的话,其塌缩星的能量便对应增加.因为各个电场互相排斥,要合成一体必须作功.所以电荷凝缩伴随著电场能量的储存.以后吸收等量反符号电荷,变成中性,就等於把储存的能量放出.事实上,塌缩星的全部能量包含了寄存的电量.而黑洞有不可灭表面能量,自转能量,电场能量三种.自转能和电场能不是以熵的形式寄存的.旋转速度降低,电荷中性化,就可送出能量,所以只有表面能是熵性的. 但要如何获得其能量呢 在这里提供了「弹道法」.它是把物体射入能层,让它分裂为二.一个跌进了事界,一个抛了出来,而跑出的便带走了能层的能量.
六,不同形态的黑洞
在黑洞学的领域裏,科学家认为黑洞在质量的分类只有两种,一种是太阳的数百万至数十亿倍(supermassive type)另外一种是只有太阳的数倍(stellar type),可是现在美国太空总署及Carnegie Mellon 大学却发现了另外一种型态的黑洞,其重量介於一百倍至一万倍之间,这种新发现的黑洞可能普遍存在於螺旋星系裏,其太小却比月亮还小,天文学家称之为中量级(middleweight)黑洞.
天文学家认为其星系中心有一个相当活跃的中量级黑洞,M82曾与M81擦身而过,造成M82内部的星球与星云扰动,这种不寻常的碰撞可能是造成M82星系中心形成中量级黑洞的原因.
新型态的黑洞是经由X-Ray射线的发现而确认,而X-Ray射线是黑洞附近的物质被吸入黑洞之前所散发出来的最后能量,经由X-Ray望远镜的侦测与光谱仪的对照,可以确定黑洞的大小及活跃程度.这种新型态的黑洞很可能是数个轻量级的黑洞联合而成,这些轻量级的黑洞在M82星系裏有数以百万计,因不明原因而合并成较大的中型黑洞.
七,双黑洞系统
当天空中某个天体正踏著醉拳般的步伐晃动时,天文学家就晓得在这醉拳 高手附近应该还有另一个天体正与之对峙.天体之间最重要的作用力 是万有引力,它会使周遭天体的运动轨迹改变.例如,以前的天文学家是先 观测到天王星(Neptune),但是却发现天王星环绕太阳运转的轨道与计算 不合,因而推断天王星之外应该还有另一颗行星,之后,观测者便在天王星轨道 之外又发现了海王星(Uranus).此外,天文学家也利用这种方式来判断 双星系统.
荷兰Leiden天文台的Nico Roos观测天龙座(Draco)的类星体(quasar)1928+738 所发出的喷射流(jet),他发现这条喷射流也有”摇头晃脑〃的现象,可能这种 进动(precession)是由类星体1928+738核心中的双黑洞系统所造成的. 由喷射流摇头晃脑的幅度和频率,天文学家推算出这二个黑洞以周期2.9年 相互绕著运动,并且整个系统应该具有一亿个太阳质量.
以前就有人提出双黑洞系统的构想,而类星体1928+738正好是这个构想 的最好证明.Roos并提出类星体1928+738内双黑洞系统的形成原因,可能 是由二个中心都拥有黑洞的星系相互碰撞合并而成的.许多天文学家都相信 在类星体中或在活跃星系(active galaxy)中,星系合并的情形是常常发生. Roos相信双黑洞系统的相互快速运转,会使得二个黑洞越转越靠近,最后也会 合并成一个黑洞,因此这些双黑洞系统应该都是些短命鬼.

黑洞是一种体积极小、质量极大的天体，在其强大的引力下，连光也无法逃逸。黑洞有大小之分，天文学家们通常将质量相当于太阳3．5倍至15倍的黑洞称为恒星级黑洞，这类黑洞据认为在大质量恒星垂死之际的猛烈超新星爆发中诞生。
黑洞的性质不能用常理的观念思考，但是它的原理中学生都能接受。黑洞形成的必要条件就是：一个巨大的物体，集申在一个极小的范围。晚期的恒星恰巧具备了这样的条件。当恒星能量衰竭时，高温的火焰不能抵消自身的重力，逐渐向内聚合，原子收缩——牛顿法则起作用了：恒星进入白矮星阶段，体积变小，亮度惊人。白矮星进一步内聚，最后突变城一个点，整个过程不到1秒。在我们看来恒星消失了，一个黑洞诞生了。

一个像太阳这样大的恒星自身引力如此之大，可能最终收缩成一个高尔夫球，甚至＂什么都没有″。由于无限大的密度，崩坍了星体具有不可思议的引力，附近的物质可能被吸进去，甚至光线都不能逃脱——这是看不见它的原因。这个深不可测的洞，就被称为＂黑洞″。科学家相信大多数星系的中心都有黑洞，包括我们身在其中的银河系。根据相对论，90%的宇宙都消失在黑洞里。所以一种令人吃惊的说法是:＂无限的黑洞乃是宇宙的本身″。

黑洞里面有什么?只能从理论上推测。假如一位勇敢的人驾驶飞船奔向黑洞，他感觉到的第一件事就是无情的引力。从窗口望出去是周围星光衬托下一个平底锅似的圆盘，走得更近了，远方似乎宽广的＂地平线″发出X光，包围着深不可测的黑洞。光线在附近扭曲，形成一个光环。这时宇宙员要返航已来不及了，双脚引着他向黑洞中心飞去，头和脚之间巨大的引力差使他如同坐在刑具台上，远在＂地平线″以外3000英里，引力就把他撕碎了。

类星体是宇宙中最遥远、最明亮的天体，有的类星体释放出的能量超过1000个普通星系所释放能量的总和。对于类星体的本质，天文学家曾有过许多设想。目前比较流行的解释是，类星体是剧烈活动的星系核心，在那里存在着质量可能超过10亿颗恒星的超巨型中央黑洞，正在吞食周围的气体尘云。
但这个解释存在一定问题，类星体是非常遥远亦即非常古老的天体，有的类星体在百亿光年以外，它们的年龄必定超过一百亿年，否则其光芒便不可能到达地球。这意味着，一些类星体在宇宙大爆炸之后不到几十亿甚至十亿年就诞生了，这么短的时间不足以使星系和超巨型黑洞在原初气体尘云中诞生。
法国和阿根廷天文学家宣布，他们利用“哈勃”太空望远镜在银河系内观测到一个“逃跑”中的黑洞，为黑洞形成与超新星爆发之间的相关性提供了新的有力证据。
这个黑洞代号为“GRO J1655－40”，它似乎没有闲庭信步的情绪，而是像出膛的炮弹一样在飞奔，时速达到40万公里，相当于邻近恒星运动速度的5倍。
一些科学家利用暗物质来解决这个问题，他们认为星系不仅包含我们能观察到的物质，还包括大量无法看到的物质。目前人们尚不清楚暗物质究竟是什么，但它的引力作用对于星系的稳定存在很重要。如果类星体及其宿主星系周围存在暗物质晕，就可以解释为什么类星体出现得如此之快。
他们认为，作为超巨型黑洞的类星体吞食周围气体时，会与暗物质晕的边缘相撞，产生激波。撞击使气体迅速加热，气体中不带电的原子分解成为带电离子。类星体发出的光本来有一些会被气体吸收，只不过气体在离子化之后就变得透明了。类星体与暗物质晕撞击导致气体突然变得透明，会在类星体的光谱特征中反映出来。科学家表示，他们分析了两个遥远类星体的光谱之后，发现了理论所预示的这种变化。他们还据此估计出了有关暗物质晕和黑洞的大小。

黑洞不再是个单纯的理论上的推断，作为一种真实存在的可信度越来越高。科学家们在着手于星空中寻找黑洞的同时，开始了对黑洞的形成机理的研究。

自古以来，天文学家们就致力于星体的一生的研究。恒星最初是由作为星际物质浮游于宇宙中的尘埃聚集而成的。太阳就是一个典型，它的内部发生着由氢原子核结合成氦原子核的聚变，那里的温度高达数千万度，但是太阳的表面温度却只有六千度左右，这样的状态最稳定，恒星在该状态下能够维持数十亿年。

最终核聚变将从中心部向外扩展，恒星开始膨胀，成为很明亮但温度却不那么高的状态，这就是红巨星。

在这个变化过程中，巨星内部的氦开始凝缩，凝缩产生的能量又使温度再次升高，当蓄积的能量超过极限时，就会发生大的爆炸，在发出光的同时恒星缩小，这就是新星。从字义上看新星似乎是新的星，其实不然，它来自略带陈旧感的红巨星，是老龄之星。最终，星体中心部的氦原子核进一步凝缩成铁原子之类的低能量物质。

新星在引力作用下进一步塌缩，成为中心处具有相当高温度的白矮星。在经典理论中，白矮星就是恒星一生的终结，随着核物理学的发展，科学家们发现还能进一步形成中子星。

具有一定质量的恒星将成为密度很高的白矮星，之后星体由于自重进一步塌缩，使得原子全部被压碎，核外电子与原子核里的质子相结合变成了中子，整个星体成为只有中子的原子核的集合……可以说此时星体本身就是一个巨大的原子核。

中子星的密度大约是每立方厘米1012克。一块方糖大小的物质重达一百万吨，相当于好几艘当今世界上超级油轮的运力。如果中子星再进一步塌缩，其密度再增大一千倍、一万倍……时，就将成为黑洞。

但是，最近的研究成果表明，恒星的一生并不一定都按照上述的过程进行。质量小于太阳的8倍的恒星，其能量在宇宙中散失后，成为白矮星然后冷却下去。质量在太阳的8倍以上、 20（或30）倍以下的恒星，即使是在新星爆发后，仍然具有很大的能量，它将经过长期的演化最终成为中子星，但是还不具备更强的塌缩能力。

研究表明，中子星的半径多在10公里左右。大于该范围的星最后将变成黑洞，成为吸收一切物质的宇宙之洞。但是，对于上述根据天体初期的质量去预测它的晚期的方法，存在着不同的观点（很多人认为初始质量为太阳的2—3倍的恒星也有可能变成黑洞），因此我们还不能断言哪一种方法是绝对可以信赖的。宇宙学的研究之难，由此可以略见一斑。

看看我的回答！！
你的说法，在相对论角度是对的，在量子力学中是错的（量子力学说不可能弄出单个夸克）．先不讨论远的，电量相互抵消,但物质不会抵消，黑洞不是电磁力，是万有引力！，因为质子是两个上夸克和一个下夸克组成（理论上），中子是两个下夸克，一个下夸克组成（理论上），它们没有相反的粒子，不会抵消．

http://sfs.saes.tc.edu.tw/upfiles/school/exam/e_240/92106_1147917975_30707e.doc，这里了介绍了黑洞的一些知识，相信对你的理解有帮助！

黑洞是一种体积极小、质量极大的天体，在其强大的引力下，连光也无法逃逸。黑洞有大小之分，天文学家们通常将质量相当于太阳3．5倍至15倍的黑洞称为恒星级黑洞，这类黑洞据认为在大质量恒星垂死之际的猛烈超新星爆发中诞生。
黑洞的性质不能用常理的观念思考，但是它的原理中学生都能接受。黑洞形成的必要条件就是：一个巨大的物体，集申在一个极小的范围。晚期的恒星恰巧具备了这样的条件。当恒星能量衰竭时，高温的火焰不能抵消自身的重力，逐渐向内聚合，原子收缩——牛顿法则起作用了：恒星进入白矮星阶段，体积变小，亮度惊人。白矮星进一步内聚，最后突变城一个点，整个过程不到1秒。在我们看来恒星消失了，一个黑洞诞生了。

一个像太阳这样大的恒星自身引力如此之大，可能最终收缩成一个高尔夫球，甚至＂什么都没有″。由于无限大的密度，崩坍了星体具有不可思议的引力，附近的物质可能被吸进去，甚至光线都不能逃脱——这是看不见它的原因。这个深不可测的洞，就被称为＂黑洞″。科学家相信大多数星系的中心都有黑洞，包括我们身在其中的银河系。根据相对论，90%的宇宙都消失在黑洞里。所以一种令人吃惊的说法是:＂无限的黑洞乃是宇宙的本身″。

黑洞里面有什么?只能从理论上推测。假如一位勇敢的人驾驶飞船奔向黑洞，他感觉到的第一件事就是无情的引力。从窗口望出去是周围星光衬托下一个平底锅似的圆盘，走得更近了，远方似乎宽广的＂地平线″发出X光，包围着深不可测的黑洞。光线在附近扭曲，形成一个光环。这时宇宙员要返航已来不及了，双脚引着他向黑洞中心飞去，头和脚之间巨大的引力差使他如同坐在刑具台上，远在＂地平线″以外3000英里，引力就把他撕碎了。

类星体是宇宙中最遥远、最明亮的天体，有的类星体释放出的能量超过1000个普通星系所释放能量的总和。对于类星体的本质，天文学家曾有过许多设想。目前比较流行的解释是，类星体是剧烈活动的星系核心，在那里存在着质量可能超过10亿颗恒星的超巨型中央黑洞，正在吞食周围的气体尘云。
但这个解释存在一定问题，类星体是非常遥远亦即非常古老的天体，有的类星体在百亿光年以外，它们的年龄必定超过一百亿年，否则其光芒便不可能到达地球。这意味着，一些类星体在宇宙大爆炸之后不到几十亿甚至十亿年就诞生了，这么短的时间不足以使星系和超巨型黑洞在原初气体尘云中诞生。
法国和阿根廷天文学家宣布，他们利用“哈勃”太空望远镜在银河系内观测到一个“逃跑”中的黑洞，为黑洞形成与超新星爆发之间的相关性提供了新的有力证据。
这个黑洞代号为“GRO J1655－40”，它似乎没有闲庭信步的情绪，而是像出膛的炮弹一样在飞奔，时速达到40万公里，相当于邻近恒星运动速度的5倍。
一些科学家利用暗物质来解决这个问题，他们认为星系不仅包含我们能观察到的物质，还包括大量无法看到的物质。目前人们尚不清楚暗物质究竟是什么，但它的引力作用对于星系的稳定存在很重要。如果类星体及其宿主星系周围存在暗物质晕，就可以解释为什么类星体出现得如此之快。
他们认为，作为超巨型黑洞的类星体吞食周围气体时，会与暗物质晕的边缘相撞，产生激波。撞击使气体迅速加热，气体中不带电的原子分解成为带电离子。类星体发出的光本来有一些会被气体吸收，只不过气体在离子化之后就变得透明了。类星体与暗物质晕撞击导致气体突然变得透明，会在类星体的光谱特征中反映出来。科学家表示，他们分析了两个遥远类星体的光谱之后，发现了理论所预示的这种变化。他们还据此估计出了有关暗物质晕和黑洞的大小。

黑洞是一种体积极小、质量极大的天体，在其强大的引力下，连光也无法逃逸。黑洞有大小之分，天文学家们通常将质量相当于太阳3．5倍至15倍的黑洞称为恒星级黑洞，这类黑洞据认为在大质量恒星垂死之际的猛烈超新星爆发中诞生。
黑洞的性质不能用常理的观念思考，但是它的原理中学生都能接受。黑洞形成的必要条件就是：一个巨大的物体，集申在一个极小的范围。晚期的恒星恰巧具备了这样的条件。当恒星能量衰竭时，高温的火焰不能抵消自身的重力，逐渐向内聚合，原子收缩——牛顿法则起作用了：恒星进入白矮星阶段，体积变小，亮度惊人。白矮星进一步内聚，最后突变城一个点，整个过程不到1秒。在我们看来恒星消失了，一个黑洞诞生了。

一个像太阳这样大的恒星自身引力如此之大，可能最终收缩成一个高尔夫球，甚至＂什么都没有″。由于无限大的密度，崩坍了星体具有不可思议的引力，附近的物质可能被吸进去，甚至光线都不能逃脱——这是看不见它的原因。这个深不可测的洞，就被称为＂黑洞″。科学家相信大多数星系的中心都有黑洞，包括我们身在其中的银河系。根据相对论，90%的宇宙都消失在黑洞里。所以一种令人吃惊的说法是:＂无限的黑洞乃是宇宙的本身″。

黑洞里面有什么?只能从理论上推测。假如一位勇敢的人驾驶飞船奔向黑洞，他感觉到的第一件事就是无情的引力。从窗口望出去是周围星光衬托下一个平底锅似的圆盘，走得更近了，远方似乎宽广的＂地平线″发出X光，包围着深不可测的黑洞。光线在附近扭曲，形成一个光环。这时宇宙员要返航已来不及了，双脚引着他向黑洞中心飞去，头和脚之间巨大的引力差使他如同坐在刑具台上，远在＂地平线″以外3000英里，引力就把他撕碎了。

类星体是宇宙中最遥远、最明亮的天体，有的类星体释放出的能量超过1000个普通星系所释放能量的总和。对于类星体的本质，天文学家曾有过许多设想。目前比较流行的解释是，类星体是剧烈活动的星系核心，在那里存在着质量可能超过10亿颗恒星的超巨型中央黑洞，正在吞食周围的气体尘云。
但这个解释存在一定问题，类星体是非常遥远亦即非常古老的天体，有的类星体在百亿光年以外，它们的年龄必定超过一百亿年，否则其光芒便不可能到达地球。这意味着，一些类星体在宇宙大爆炸之后不到几十亿甚至十亿年就诞生了，这么短的时间不足以使星系和超巨型黑洞在原初气体尘云中诞生。
法国和阿根廷天文学家宣布，他们利用“哈勃”太空望远镜在银河系内观测到一个“逃跑”中的黑洞，为黑洞形成与超新星爆发之间的相关性提供了新的有力证据。
这个黑洞代号为“GRO J1655－40”，它似乎没有闲庭信步的情绪，而是像出膛的炮弹一样在飞奔，时速达到40万公里，相当于邻近恒星运动速度的5倍。
一些科学家利用暗物质来解决这个问题，他们认为星系不仅包含我们能观察到的物质，还包括大量无法看到的物质。目前人们尚不清楚暗物质究竟是什么，但它的引力作用对于星系的稳定存在很重要。如果类星体及其宿主星系周围存在暗物质晕，就可以解释为什么类星体出现得如此之快。
他们认为，作为超巨型黑洞的类星体吞食周围气体时，会与暗物质晕的边缘相撞，产生激波。撞击使气体迅速加热，气体中不带电的原子分解成为带电离子。类星体发出的光本来有一些会被气体吸收，只不过气体在离子化之后就变得透明了。类星体与暗物质晕撞击导致气体突然变得透明，会在类星体的光谱特征中反映出来。科学家表示，他们分析了两个遥远类星体的光谱之后，发现了理论所预示的这种变化。他们还据此估计出了有关暗物质晕和黑洞的大小。