黑洞
| “ | 沒有人能跑得掉 | ” |
 第一張黑洞照片 | |
| 基本資料 | |
| 用語名稱 | 黑洞 |
|---|---|
| 相關條目 | 宇宙空間 |
黑洞（black hole）顧名思義就是黑黑的洞是一類質量很大，體積很小，密度很大的天體。又名灰洞。
定義
由一個只允許外部物質和輻射進入而不允許物質和輻射從中逃離的邊界即
簡介
| “ | ” | |
| ——《 | ||
黑洞一般是大質量恆星在生命末期因自身重力坍縮而成（原初黑洞除外）。
理論上，只要假設一個物體以光速進行圓周運動，其速度即便達到光速所產生的離心力也不足以脫離天體就會形成黑洞，那麼根據萬有引力公式（F=GMm/R^2）以及動能定律（E=1/2mv^2）就可以得到勢能為（萬有引力乘半徑）GMmh/R，當動能與勢能相同時才能脫離天體表面，即1/2mv^2=GMm/R，化簡後v^2=2GM/R，由於默認了v=c，其結果就是R=2GM/c^2，這個結果就是史瓦西半徑。因此，理論上只要把一個物體壓縮到它的史瓦西半徑以下，這個物體就會變成黑洞，準確的說史瓦西黑洞（也叫尋常黑洞）。
但根據萬有引力定律推算出來的黑洞其實並不準確，因為大質量會使得時空扭曲，如果黑洞天體有着一定的自旋角動量它就會拉扯着周圍的時空一起旋轉，並且對其內部的時空也有影響。
在黑洞的命名問題上，由於假定的黑洞的逃逸速度要超過光速，所以就連光本身都無法離開，但是在廣義相對論中世界上沒有東西可以比光還快，所以不可能有存在從黑洞中逃逸的物質。因為沒有光子能夠從黑洞反射到眼睛裏，所以黑洞比地球上任何黑色都要黑，類似於物理學上的「黑體」，因而得名「黑洞」。「黑洞」這一名詞，可考情況下最早於1967年12月29日由美國物理學家
然而現在我們又知道並不是沒有任何東西能從黑洞逃離的，在1974年史蒂芬·霍金提出了黑洞輻射這一概念。由於在真空中會瞬間憑空產生許多的正反粒子對，然後湮滅把能量又還給真空，就像無事發生一樣，但是當這一過程發生在黑洞視界上時，就會有其中一個粒子掉入黑洞，而另一個粒子就會被往反方向噴射到無窮遠（有點類似把拉長了的皮筋剪斷的感覺），而這一動能則必須由黑洞的質量提供。
黑洞不會主動掠奪伴星的物質，而是被伴星餵大，而且是慢嚼細咽，伴星提供的物質並不會直接掉進黑洞，而是先在黑洞外圍形成吸積盤，再慢慢從吸積盤掉進黑洞如果你靠近黑洞，會被拉成麵條狀，最後崩解成原子。因為速度不一樣所以會產生摩擦，讓吸積盤上的物質轉速變慢，最後掉進黑洞裏。因為摩擦而產生高溫，所以會發出強烈的X射線和伽瑪射線穿透力和破壞力能秒殺人體組織。
另外，理論上也並非只有大質量恆星通過引力坍縮才能形成黑洞，也有名為「原生黑洞」的猜想。原生黑洞是指宇宙大爆炸時因為大爆炸的瞬間產生的極其強的力量，將一些物質極限壓縮，達到了黑洞的形成條件，從外部被強行擠壓成為了黑洞。但原生黑洞目前並沒有被實際發現，而是只存在於理論中，很有可能它們中的大部分已經在漫長的時光中被蒸發殆盡了。
因為黑洞的概念太怪異了，所以當它被提出時很多科學家並不認為宇宙中真的存在黑洞，包括【現代物理學之父】愛因斯坦。
雙星系統天鵝座X-1是人類於1971年最早觀測到的黑洞。曾經，物理學家史蒂芬·霍金與基普·索恩打賭，霍金認為天鵝座X-1不是黑洞。但是1990年的時候霍金讓步並投降認輸，因為觀測證據顯示在天鵝座X-1中存在有引力奇點。
2019年4月10日，事件視界望遠鏡項目的科學家發表了對M87星系中心黑洞進行觀測得到的影像，這是人類首次對黑洞進行直接觀測。
2020年，諾貝爾物理學獎授予黑洞相關研究人員。
2021年，EHT公佈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。
類型
按組成
- 暗能量黑洞
- 物理黑洞
按物理特性
根據美國物理學家、物理學思想家、物理學教育家
黑洞本身具有大質量，決定物理類型的則是角動量與電荷。
根據角動量與電荷的不同，進行笛卡爾乘積後可分為四種不同類型。
| 是否帶電\是否旋轉 | 不旋轉 | 旋轉 |
|---|---|---|
| 不帶電 | （不旋轉不帶電黑洞） |
（旋轉不帶電黑洞） |
| 帶電 | （不旋轉帶電黑洞） |
（旋轉帶電黑洞） |
極端與事件視界崩潰情況：
角動量與電荷的具體限制公式為：J²/M²+Q²≤M²，因此角動量與電荷均不能過大，否則會導致極端特性。
如果繼續增加則會導致角質比或荷質比失衡，使黑洞內事件視界與外事件視界重合，從而導致事件視界崩潰，出現裸奇點或裸奇環。
進行笛卡爾乘積後會有以下情況發生（原本不存在對應角動量與電荷的情況則不作考慮）。
| 黑洞類型\極端特性與事件視界崩潰 | 角動量增加 | 角質比失衡 | 電荷增加 | 荷質比失衡 |
|---|---|---|---|---|
（不旋轉不帶電黑洞） |
（無角動量） | （無角動量） | （無電荷） | （無電荷） |
（不旋轉帶電黑洞） |
（無角動量） | （無角動量） | ||
（旋轉不帶電黑洞） |
（無電荷） | （無電荷） | ||
（旋轉帶電黑洞） |
※施瓦西黑洞、賴斯內爾-諾德斯特洛姆黑洞僅存在於理論上，因為實際情況下的天體必然帶有自轉現象，從而獲得角動量，而這兩者都是物理學上的絕對靜止，因此不存在於實際情況。
※賴斯內爾-諾德斯特洛姆黑洞、克爾-紐曼黑洞僅存在於理論上，因為雖然黑洞可以帶有電荷，然而實際情況下的黑洞會吸收周圍環境的所有正負電荷，導致電中性從而電荷為零，因此不存在於實際情況。
※根據英國數學物理學家、哲學家
※在質量、角動量、電荷三者中，由於實際情況中的黑洞沒有電荷，僅存在質量與角動量，因此天體物理僅將角動量用歸一化的無量綱自旋參數來表示，其絕對值的變化範圍在0和1之間——0代表理論上的施瓦西黑洞（不旋轉），1代表極端克爾黑洞（角動量上限），自旋參數的正負號代表了黑洞自旋和吸積盤的轉動方向是否一致：一致為正，否則為負。
※根據以上論據，宇宙中存在的黑洞幾乎均為克爾黑洞[1]或極端克爾黑洞[2]，其餘所有黑洞類型均為理論或計算解。
按質量
- 恆星質量黑洞（stellar-mass black hole，sMBH）
- 中等質量黑洞（intermediate-mass black hole，IMBH）
- 大質量黑洞（massive black hole，MBH）
- 超大質量黑洞（supermassive black hole，SMBH）
- 特大質量黑洞（ultramassive black hole，UMBH）
- 絕超質量黑洞（hypermassive black hole，HMBH）
娘化形象
- 主條目：黑洞娘
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