目前科學還沒有任何有力地證據能證明黑洞的存在，也沒有能夠解釋說被黑洞吞噬了的那些恆星，行星等物體去到了哪裡？是被裝進去了？還是平空消失了？或灰飛煙滅了？所以現在所說的一切有關黑洞的理論都只是猜測推論而已。要是真的存在光都能吸進去的黑洞，那別說人了了進去了。

解釋黑洞，需要理解恆星演化的過程。恆星演化就是一顆恆星誕生，成長成熟到衰老死亡的過程，是十分緩慢的過程。天文學家根據對各種各樣的恆星的觀測和理論研究，弄清楚了恆星的一生是怎樣從孕育到誕生，再從成長到成熟，最後到衰老、死亡的整個過程。這就是恆星演化論，已經被多年的研究觀測所證實。簡單來說的恆星演化過程：

恆星演化論示意圖

誕生

恆星的演化開始於巨分子云。它的引力坍縮形成碎片化的星雲，質量少於約50太陽質量的碎片會形成恆星。在這個過程中，氣體被釋放的勢能所加熱，而角動量守恆也會造成星雲開始產生自轉之後形成原始星。質量大於0.08太陽質量的原始星的溫度會到達足夠開始核聚變的程度，恆星就誕生了。

中年期

恆星中年期時形成主序星。小而冷的紅矮星會緩慢地燃燒氫，可能在此序列上停留數千億年，而大而熱的超巨星會在僅僅幾百萬年之後就離開主星序。像太陽這樣的中等恆星會在此序列上停留一百億年。太陽也位於主星序上，被認為是處於中年期。

老年期

這時大質量恆星會形成紅巨星，超巨星。在消耗完核心中的氫之後，核心部分的核反應會停止，而留下一個氦核。失去了抵抗重力的核反應能量之後，恆星的外殼開始引力坍縮。核心的溫度和壓力像恆星形成過程中一樣升高，但是在一個更高的層次上。一旦核心的溫度達到了1億開氏度，核心就開始進行氦聚變，重新透過核聚變產生能量來抵抗引力。積熱的核心會造成恆星大幅膨脹，達到在其主星序階段的數百倍大小，成為紅巨星。紅巨星階段會持續數百萬年，但是大部分紅巨星都是變星，不如主序星穩定。

恆星的下一步演化再一次由恆星的質量決定。

美國天文學家錢德拉塞卡預言：恆星核心質量小於太陽1.44倍的恆星將會演化為白矮星。核心質量大於1.44倍太陽質量而小於3.2倍太陽質量，整體為太陽8-15倍質量將演化為中子星，核心超過3.2倍太陽質量，演化為黑洞。

衰退期

恆星晚年到死亡以三種可能的冷態之一為終結：白矮星，中子星，黑洞。

達到紅巨星階段時，0.4到3.4太陽質量的恆星的外殼會向外膨脹，而核心向內壓縮，產生將氦聚變成碳的核反應。聚變會重新產生能量，暫時緩解恆星的死亡過程。對於太陽大小的恆星，此過程大約持續十億年。

氦燃燒對溫度極其敏感，造成很大的不穩定。巨大的波動會使得外殼獲得足夠的動能脫離恆星，成為行星狀星雲。行星狀星雲中心留下的核心會逐漸冷卻，成為小而緻密的白矮星，典型的具有0.6倍太陽質量，但是隻有一個地球大小。

舉例來說，天狼星的伴星就是一顆年老的大約一個太陽質量的白矮星。

左下角光芒的下面小星就是天狼伴星

在超出5倍太陽質量的恆星的外殼膨脹成為紅超巨星之後，其核心開始被重力壓縮，溫度和密度的上升會觸發一系列聚變反應。這些聚變反應會生成越來越重的元素。最後形成超新星爆發。

超新星爆發的機制，以及恆星殘骸的成分都在繼續研究中，但是已知有兩種可能的演化終點：中子星和黑洞。

在一些超新星之中，電子被壓入原子核，和質子結合成為中子。使得原子核互相排斥的電磁力消失之後，恆星成為一團密集的中子。這樣的恆星被稱為中子星。

質量要求：塌縮的核心質量超過1.44倍太陽的質量，小於3.2倍太陽的質量。

中子星的大小不超過一個大城市，但是極其緻密。由於大部分角動量殘留在恆星中，它們的自轉會極快，有些甚至達到每秒鐘600轉。恆星的輻射會被磁場侷限在磁軸附近，而隨恆星旋轉。如果磁軸在自轉中會對準地球，那麼在地球上每次自轉過程中都可能觀測到一次恆星的輻射。這樣的中子星被稱為脈衝星，是最早被發現的中子星。

黑洞

被廣泛承認的是並非所有超新星都會形成中子星。如果恆星質量足夠大，那麼連中子也會被壓碎，直到恆星的半徑小於史瓦西半徑，成為一個黑洞。其質量導致時空扭曲變得如此之強，使得光向內偏折得也如此之強，以至於光線再也逃逸不出去 。這樣，如果光都逃逸不出來，其他東西更不可能逃逸，都會被拉回去。也就是說，存在一個事件的集合或時空區域，光或任何東西都不可能從該區域逃逸而到達遠處的觀察者，這樣的區域稱作黑洞。將其邊界稱作

事件視界

，它和剛好不能從黑洞逃逸的光線的軌跡相重合。

質量要求：塌縮的核心質量超過3.2倍太陽的質量。

黑洞周圍的光線扭曲現象示意圖

但是仍有一些問題尚待解決。當前的超新星爆發理論尚未完善，不能說明是否恆星可能壓縮成為黑洞而不經過超新星爆發，是否有超新星形成的黑洞，以及恆星的初始質量和演化終點的關係。黑洞研究是宇宙學天文學的最尖端前沿，這裡是不可能全面解釋的，只能說一個大概。

天文學家們透過探測黑洞周圍吸積盤發出的強烈輻射推斷這些黑洞的存在。物質在受到強烈黑洞引力下落時，會在其周圍形成吸積盤盤旋下降，在這一過程中勢能迅速釋放，將物質加熱到極高的溫度，從而發出強烈X射線輻射。黑洞透過吸積方式吞噬周圍物質，這可能就是它的成長方式。人們透過X射線和伽馬射線來確定它的存在和測量它的體積和質量。

吸積伴星質量的黑洞X輻射想象圖。

下表是一些已知雙星系統中的黑洞資料。

目前，黑洞已被證實是在宇宙中大量存在的，很多星系如銀河系中心就可能是一個巨大的黑洞。另外，黑洞之間是可以互相吞併的，並且在吞併時發出引力波輻射。美國的鐳射干涉引力波天文臺（LIGO）從2016年11月30日執行以來，就已經檢測到至少三次合併事件。見下圖，是已知黑洞的質量表。左邊的縱座標是以太陽質量為單位的質量數值，左下方是一些單體黑洞。右邊是幾個由小黑洞合併成大黑洞的示意圖，合併後的大黑洞質量分別達到了太陽質量的21倍，49倍，62倍。

鐳射干涉引力波天文臺（LIGO）測得的合併黑洞質量

斯帝芬·霍金（Stephen Hawking）結合廣義相對論和量子力學預測了黑洞的存在。

根據傳統的廣義相對論，沒有任何物質或者資訊可以從黑洞中逃出，但是量子力學允許一些例外（在特定條件下物質生"Tunnel"現象，物質能夠透過一條假想的隧道穿過障礙）。這種理論認為這種隧道不但能穿越空間，還能穿越時間。這種理論目前還無法證實。大量的科幻作品則表現了關於人類和飛行器透過黑洞穿越時空的情景。例如2014年很火的硬科幻片《星際穿越》就是，表現主人公的飛船穿越黑洞隧道，進入多維時空，與地球上的女兒產生聯絡，後來又回到未來的地球，見到老年的女兒的情景。這些理論和假想限於篇幅無法展開了，現有科技也還證實不了。有興趣可以擴充套件閱讀，也可以看看這部影片，也許會多一些感性理解。

《星際穿越》劇照，遭遇黑洞

《星際穿越》劇照，穿越黑洞

《星際穿越》劇照，回到未來女兒身邊