黑洞
| “ | 没有人能跑得掉 | ” |
 第一张黑洞照片 | |
| 基本资料 | |
| 用语名称 | 黑洞 |
|---|---|
| 相关条目 | 宇宙空间 |
黑洞（black hole）顾名思义就是黑黑的洞是一类质量很大，体积很小，密度很大的天体。又名灰洞。
定义
由一个只允许外部物质和辐射进入而不允许物质和辐射从中逃离的边界即
简介
| “ | ” | |
| ——《 | ||
黑洞一般是大质量恒星在生命末期因自身重力坍缩而成（原初黑洞除外）。
理论上，只要假设一个物体以光速进行圆周运动，其速度即便达到光速所产生的离心力也不足以脱离天体就会形成黑洞，那么根据万有引力公式（F=GMm/R^2）以及动能定律（E=1/2mv^2）就可以得到势能为（万有引力乘半径）GMmh/R，当动能与势能相同时才能脱离天体表面，即1/2mv^2=GMm/R，化简后v^2=2GM/R，由于默认了v=c，其结果就是R=2GM/c^2，这个结果就是史瓦西半径。因此，理论上只要把一个物体压缩到它的史瓦西半径以下，这个物体就会变成黑洞，准确的说史瓦西黑洞（也叫寻常黑洞）。
但根据万有引力定律推算出来的黑洞其实并不准确，因为大质量会使得时空扭曲，如果黑洞天体有着一定的自旋角动量它就会拉扯着周围的时空一起旋转，并且对其内部的时空也有影响。
在黑洞的命名问题上，由于假定的黑洞的逃逸速度要超过光速，所以就连光本身都无法离开，但是在广义相对论中世界上没有东西可以比光还快，所以不可能有存在从黑洞中逃逸的物质。因为没有光子能够从黑洞反射到眼睛里，所以黑洞比地球上任何黑色都要黑，类似于物理学上的“黑体”，因而得名“黑洞”。“黑洞”这一名词，可考情况下最早于1967年12月29日由美国物理学家
然而现在我们又知道并不是没有任何东西能从黑洞逃离的，在1974年史蒂芬·霍金提出了黑洞辐射这一概念。由于在真空中会瞬间凭空产生许多的正反粒子对，然后湮灭把能量又还给真空，就像无事发生一样，但是当这一过程发生在黑洞视界上时，就会有其中一个粒子掉入黑洞，而另一个粒子就会被往反方向喷射到无穷远（有点类似把拉长了的皮筋剪断的感觉），而这一动能则必须由黑洞的质量提供。
黑洞不会主动掠夺伴星的物质，而是被伴星喂大，而且是慢嚼细咽，伴星提供的物质并不会直接掉进黑洞，而是先在黑洞外围形成吸积盘，再慢慢从吸积盘掉进黑洞如果你靠近黑洞，会被拉成面条状，最后崩解成原子。因为速度不一样所以会产生摩擦，让吸积盘上的物质转速变慢，最后掉进黑洞里。因为摩擦而产生高温，所以会发出强烈的X射线和伽玛射线穿透力和破坏力能秒杀人体组织。
另外，理论上也并非只有大质量恒星通过引力坍缩才能形成黑洞，也有名为“原生黑洞”的猜想。原生黑洞是指宇宙大爆炸时因为大爆炸的瞬间产生的极其强的力量，将一些物质极限压缩，达到了黑洞的形成条件，从外部被强行挤压成为了黑洞。但原生黑洞目前并没有被实际发现，而是只存在于理论中，很有可能它们中的大部分已经在漫长的时光中被蒸发殆尽了。
因为黑洞的概念太怪异了，所以当它被提出时很多科学家并不认为宇宙中真的存在黑洞，包括【现代物理学之父】爱因斯坦。
双星系统天鹅座X-1是人类于1971年最早观测到的黑洞。曾经，物理学家史蒂芬·霍金与基普·索恩打赌，霍金认为天鹅座X-1不是黑洞。但是1990年的时候霍金让步并投降认输，因为观测证据显示在天鹅座X-1中存在有引力奇点。
2019年4月10日，事件视界望远镜项目的科学家发表了对M87星系中心黑洞进行观测得到的影像，这是人类首次对黑洞进行直接观测。
2020年，诺贝尔物理学奖授予黑洞相关研究人员。
2021年，EHT公布了最新的一張黑洞照片，該照片的主角是M87星雲不是那個奧特曼系列和光之國等所在的M78星雲，於2017年4月攝得，該黑洞外圍有宇宙塵埃包圍，是首次發現黑洞亦有陰影的證據。
类型
按组成
- 暗能量黑洞
- 物理黑洞
按物理特性
根据美国物理学家、物理学思想家、物理学教育家
黑洞本身具有大质量，决定物理类型的则是角动量与电荷。
根据角动量与电荷的不同，进行笛卡尔乘积后可分为四种不同类型。
| 是否带电\是否旋转 | 不旋转 | 旋转 |
|---|---|---|
| 不带电 | （不旋转不带电黑洞） |
（旋转不带电黑洞） |
| 带电 | （不旋转带电黑洞） |
（旋转带电黑洞） |
极端与事件视界崩溃情况：
角动量与电荷的具体限制公式为：J²/M²+Q²≤M²，因此角动量与电荷均不能过大，否则会导致极端特性。
如果继续增加则会导致角质比或荷质比失衡，使黑洞内事件视界与外事件视界重合，从而导致事件视界崩溃，出现裸奇点或裸奇环。
进行笛卡尔乘积后会有以下情况发生（原本不存在对应角动量与电荷的情况则不作考虑）。
| 黑洞类型\极端特性与事件视界崩溃 | 角动量增加 | 角质比失衡 | 电荷增加 | 荷质比失衡 |
|---|---|---|---|---|
（不旋转不带电黑洞） |
（无角动量） | （无角动量） | （无电荷） | （无电荷） |
（不旋转带电黑洞） |
（无角动量） | （无角动量） | ||
（旋转不带电黑洞） |
（无电荷） | （无电荷） | ||
（旋转带电黑洞） |
※施瓦西黑洞、赖斯内尔-诺德斯特洛姆黑洞仅存在于理论上，因为实际情况下的天体必然带有自转现象，从而获得角动量，而这两者都是物理学上的绝对静止，因此不存在于实际情况。
※赖斯内尔-诺德斯特洛姆黑洞、克尔-纽曼黑洞仅存在于理论上，因为虽然黑洞可以带有电荷，然而实际情况下的黑洞会吸收周围环境的所有正负电荷，导致电中性从而电荷为零，因此不存在于实际情况。
※根据英国数学物理学家、哲学家
※在质量、角动量、电荷三者中，由于实际情况中的黑洞没有电荷，仅存在质量与角动量，因此天体物理仅将角动量用归一化的无量纲自旋参数来表示，其绝对值的变化范围在0和1之间——0代表理论上的施瓦西黑洞（不旋转），1代表极端克尔黑洞（角动量上限），自旋参数的正负号代表了黑洞自旋和吸积盘的转动方向是否一致：一致为正，否则为负。
※根据以上论据，宇宙中存在的黑洞几乎均为克尔黑洞[1]或极端克尔黑洞[2]，其余所有黑洞类型均为理论或计算解。
按质量
- 恒星质量黑洞（stellar-mass black hole，sMBH）
- 中等质量黑洞（intermediate-mass black hole，IMBH）
- 大质量黑洞（massive black hole，MBH）
- 超大质量黑洞（supermassive black hole，SMBH）
- 特大质量黑洞（ultramassive black hole，UMBH）
- 绝超质量黑洞（hypermassive black hole，HMBH）
娘化形象
- 主条目：黑洞娘
相关作品
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