黑洞雖然不反射出光線，但是如果它是真實存在的天體，那麼必然由於其強大的引力會對周圍的物質產生影響，事實上，天文學家就是依賴於黑洞強大引力對周圍環境的引力影響才推斷出黑洞的存在。

黑洞——吸積、蒸發、毀滅。

黑洞可以吸收它周圍的一切物質，這些物質在被吸入時會放出γ射線等邊緣訊息，黑洞也正是由於它聚攏周圍物質而放出輻射才被天文學家發現的。

另外還可以透過恆星、星際雲氣團的繞行軌跡推測出黑洞的存在，因為黑洞具有極強的引力，會對普通天體的執行軌道產生極大影響。

上個世紀七十年代，英國物理學家霍金證明黑洞具有溫度，且它會發光、發熱，甚至會爆炸終結一生，通常大質量的黑洞溫度低，蒸發的速度就慢，而小質量的黑洞溫度極高，蒸發很快，一個小行星質量的黑洞會在立刻就消失掉。

普通黑洞一般是大質量恆星演化末期進行超新星爆發後的產物，但是天文學家預測宇宙中存在更大的原生黑洞，這些黑洞不同於普通黑洞，它們不是恆星演化末期的產物，而是跟隨著宇宙剛剛爆炸時產生的極高溫、極高壓形成的，它們很可能存在至今。

既然科學還沒有辦法，那怎麼知黑洞是黑的？且存在呢？且說是當下科學的理論沒“黑洞”等無法詮釋所觀測的宇宙變化，哪又為什麼科學家不去反思過去的理論，甚至是人類自己的認知呢？進一步說是過去的理論是經過實踐所檢驗的，不容置疑的。這種科學認知是否違背科學本身呢？若所謂的科學被意識形態，以及所謂的國家利益，地域政治所捆綁，再談科學還科學麼？說黑的東西人看不見，得用光照。若照不見，那就得照自己了。

黑洞是宇宙中最奇葩的天體，密度極其高引力極其大，不過如果認為黑洞完全是黑的，就是一種誤解了，雖然它的名字叫做黑洞，但它並不一定就是黑的，有的黑洞甚至非常亮，而且宇宙中最為明亮的天體本身也是黑洞。

天文物理學理論上認為黑洞不單不發光，而且會吸收光，那麼這樣看來，黑洞的確是無比漆黑了，因為不會有光線傳出來，所以我們也無法看到黑洞的真正面目，但是黑洞存在於宇宙之中，它的周圍有著強大的引力場，所以它幾乎時刻都是在吸收物質的，那麼在它吸收物質的過程中，會將所有被它吸過來的物質拉碎，也就是會將任何氣態、液態、固態或者等離子態的物體拉碎到分子和原子狀態，進而再把原子拉碎到基本粒子的狀態，甚至進一步將夸克的狀態也扯碎。 那麼在這一步步拆解壓縮的過程中，物質圍繞黑洞旋轉的速度極快，相互之間有著強烈的摩擦，因此會有大量的能量釋放出來，而且這些物質的狀態變化也會釋放大量的能量，這導致黑洞的周圍會出現明亮的吸積盤，所以有的黑洞看上去是非常明亮的。

比如宇宙中有很多類星體，它們發出的光常常比整個銀河系所有恆星發出的光還亮很多，就是這個原因，也正是由於這樣的黑洞非常明亮，因此它們也是很容易發現的，有些類星體距離我們一百多億光年，我們仍然能看到它們。

不過並不是宇宙中所有的黑洞都會發出如此明亮的光，當一些黑洞的周圍沒有什麼物質可以吸收的時候，那就看不到它的光亮，雖然它也會發出霍金輻射，但是那種輻射非常微弱，如今的望遠鏡還很難觀測那樣微弱的輻射光，不過黑洞可以對周圍的天體施加引力影響，比如某顆恆星在某片區域中一直做橢圓形的軌道運動，然而中間看上去卻空無一物，那麼通常就可以判斷這顆恆星在圍繞一顆黑洞執行。

比如在我們的銀河系中心，就有一顆質量高達430萬倍太陽質量的黑洞人馬座a，周圍有上百顆恆星都在圍繞著它執行，甚至整個銀河系的執行狀態都和它有很大關係，然而我們卻看不到它的存在，只能從這些恆星的執行軌道上去分析這個黑洞存在的位置。

黑洞很難直接觀察到，

但引力效應擺在那，周圍大片天區會呈現異常，

“側面"看，一大堆天體圍著一個區域轉，

“正面"看，會發現有一小片天區恆星像是分佈密度不一樣，像是透過一個琉璃球看東西似的，影象發生較嚴重的扭曲變形，

黑洞既然是黑的那麼科學上有什麼辦法觀測它的存在？

要說天文學名詞中最貼切的是哪種天體？黑洞無疑是最形象的，但如果要說最不貼切的名詞，毫無疑問黑洞同樣能被當選，為什麼黑洞會如此極端，它又有哪些特性？

什麼樣的洞才能算是黑洞？

要是去查天文學名詞的詞典，那麼肯定會告訴你黑洞是廣義相對論中預言的天體，但後來被證實確實存在，並且在2019年4月10日公佈了人類拍攝的第一張照片！但其實更準確的說，天文學家早在愛因斯坦發表廣義相對論之前的1891年，就拍攝到了後來確認是一個巨型黑洞的OJ 287宿主星系的照片。

這個遠在35億光年外的黑洞，由另一個黑洞環繞它公轉，每當穿過吸積盤時就會引起劇烈的光度變化，這就是早期被認為是一個變星，後來被歸納為個蠍虎座BL型天體的類星體。當然我們就不來瞎扯當初還不認識的OJ 287了，還是正兒八經的來看看：

黑洞是怎麼來的？

當一個天體的質量超過自身引力支撐極限，天體將坍縮成一個奇點，史瓦西早就已經將天體坍縮的度規給計算出來了，即：天體的直徑小到光速環繞才不至於掉落表面時，這個天體將無可避免的形成黑洞，但史瓦西度規並不是天體形成黑洞的自然條件，而是一個人為條件！

真正的自然條件是奧本海默極限，也就是天體質量超過引力支撐極限時候的質量，這個質量大約是太陽質量的3.2倍，當然這並非指恆星超過3.2倍太陽質量就會誕生黑洞，而是指沒有輻射壓的天體，比如中子星，那麼自身重量即可讓它直接坍縮成黑洞！

恆星型黑洞都是超新星爆發中形成，但並非必要條件

黑洞形成過程

這裡簡單聊聊恆星型黑洞的形成，恆星在主序星階段核心有強大的輻射壓，支撐外殼的重力坍縮，因此相安無事，而當核心燃料耗盡，再也不能支撐外殼時，那麼核心會達到電子簡併力極限將坍縮成白矮星，如果質量夠大，那麼會達到中子簡併力極限坍縮成中子星，假如超過了中子簡併力，中心就是一個黑洞。

除了恆星型黑洞外還有原初黑洞，這是宇宙大爆炸初期質量密度太高直接坍縮而成的，除此外似乎沒有第三種能誕生黑洞的方式，但黑洞可以透過合併變成超大型黑洞。

如何來描述黑洞？

黑洞並不是一個洞，它在三維空間中是一個引力極度扭曲的空間，所以如果要將黑洞表現在二維平面上，用一個洞來表示無疑是最恰當的，因為直接就讓大眾能理解！

但真正的黑洞卻需要三維或者動態圖來表示，否則可能在理解上會存在偏差，比如下圖這種能形象標識三維空間的網狀立體圖：

所以用黑洞來稱呼黑洞，是最恰當和最不恰當的！

要怎麼樣才能觀測到黑洞？

的引力大到連光都無法逃脫，所以我們根本就無法從可見光波段直接看到黑洞，但黑洞這種超喪的特性仍然能讓天文學家發現它，而這個始作俑者同樣是讓大家看不到的引力！

黑洞的吸積盤

因為黑洞的超強引力，所以它會形成一個巨大的塵埃吸積盤，除非它的周圍啥都沒有，因此只要觀測它周圍存在的巨大吸積盤即可！

當然在白矮星和中子星周圍同樣會存在吸積盤，但從理論上來看，黑洞的引力梯度遞增完爆白矮星和中子星，因此兩者因吸積盤物質被壓縮後發射出來的電磁波段是有差異的，相比較而言黑洞的X射線更強，因此錢德拉硬X射線望遠鏡從原理上更能發現黑洞，硬X射線是能量比較高，波段比較短的X射線波段。

第一個黑洞天鵝座X-1和銀心的黑洞Sgr A*黑洞就是這樣被發現的，而且在2013年時還觀測到了銀心黑洞吞噬物質時形成的X射線耀斑！

錢德拉X射線太空望遠鏡發現的銀心附近眾多的X射線源

相對論性噴流

這是存在吸積盤的黑洞另一個特徵，遙遠的黑洞如果不是相對論性噴流對著地球，估計我們也很難檢測到吸積盤發出的微弱輻射，相對論性噴流是中心星體吸積盤表面的磁場沿著星體自轉軸的方向扭曲並向外發射，一般吸積盤兩側面都會形成向外發射的噴流。假如噴流的方向剛好朝向與地球，那麼將能觀測的強大的輻射

M87的噴流

比如2019年4月10日成像的M87星系中心的黑洞，就有一條著名的相對論性噴流，那個噴流甚至比星系更為著名，很多M87的照片中都能隱約見到，這些噴流由電子、正電子和質子組成，是宇宙中速度最快的天體之一，但現在對它的具體成因，仍然有很大的爭議。

引力透鏡

引力透鏡其實也是廣相中預言的光線彎曲的無產品，它會形成類似透鏡效應而放大在黑洞後方的天體，當然用這種方式來篩選黑洞是很難的，因為黑洞剛好經過後方存在天體時的機會並不多，而且其結構太小，所以造成的效應非常不明顯！

黑洞經過銀河系為背景的有趣現象，這就是引力透鏡效應

不過整個星系的透鏡效應就會來得更強一些，而且自從發現第一個引力透鏡以來，天文學家已經在宇宙中發現大量的引力透鏡效應，而且各個種類都有！

哈勃太空望遠鏡獲得的21個強引力透鏡候選者的影象資料。

引力波

引力波就是質量變化對時空產生的漣漪，而黑洞合併或者中子星合併等都能產生引力波，不過用它來觀測黑洞存在或者單個黑洞那絕壁是一件超級困難的事情，但誰又能保證以後的技術可以達到這個水準呢？畢竟質量運動同樣能產生引力波，只是我們現在難以觀測而已！

霍金輻射

霍金輻射就只能呵呵了，這是以量子效應理論推測出的一種由黑洞散發出來的熱輻射，物理學家史蒂芬·霍金在1974年時提出了這個概念，2008年6月NASA發射了GLAST衛星，專門尋找蒸發的黑洞中γ射線的閃光，但到現在為止，霍金輻射依然沒有被驗證。

所以到現在為止，能“直接”看到黑洞的方式還是第一種，即吸積盤產生的兩種效應，檢測X射線輻射和相對論性噴流，但對於大部分黑洞並沒那麼強大的相對性噴流，因此還是以檢測X射線輻射為主，輔以臨近天體的擾動。

人的視覺是需要可見光的幫助來實現的，眼睛才能夠看到物體。

世界上有很多黑色的東西，黑衣服、黑沙發、黑汽車、黑夜，我們能夠看到，這是因為這些物體並不是純黑，或者會反射光，透過光的照射，它們並不能完全吸收，有一部分被反射出來，就被我們看到了。而且人眼看到的所有顏色，都是由於物體對光有選擇吸收的結果。

但黑洞就是鎖住光，一絲光都不讓它漏出來。

黑洞在自己質量的史瓦西半徑內，由於其無限的時空曲率，也就是無限大的引力，把一切進入這個範圍的物質都拉向奇點。

光線也是一樣，無限墜落到中心的奇點裡。

因此人類就無法看到那裡的一切。

即便利用各種射電望遠鏡和任何儀器，也無法看到裡面的一切，因為不可見光也無法逃逸。

所以黑洞就是黑的，是沒有的黑，看起來就是什麼也沒有，一個空空如也的洞。

雖然如此，但是我們人類依然可以探測到黑洞。

2019年4月，研究黑洞的科學家們宣佈他們將整個地球變成了一個巨大的虛擬望遠鏡，並拍下了5500萬光年遠的一顆大質量黑洞的照片。

另一支研究黑洞的團隊表示，他們正在將整個銀河系變成一個更大的黑洞探測器——這次是為了尋找在遙遠的星系中相互繞轉的黑洞。

北美納赫引力波天文臺（NANOGrav）這個專案，是在科羅拉多州的丹佛舉行的美國物理學會會議上提出的。NANOGrav正試著透過探測黑洞產生的引力波——毫秒脈衝星這一類天體正是因此而出名的，來尋找成對的大質量黑洞。

引力波是黑洞等大質量天體運動產生的宇宙空間中的漣漪。這些漣漪會引起空間擴大、收縮或者變形，從而扭曲我們所生活的時空。

當星系合併時，位於它們中心的大質量黑洞將會相互繞轉直到最終它們也合為一體。

在黑洞相互繞轉的同時，它們將會從它們的軌道發出引力波。NANOGrav的任務就是透過精確、規律的脈衝訊號透過黑洞時的效應來探測這些漣漪。

西蒙說，“當引力波透過地球時，它會拉長並擠壓我們的時空，所以從脈衝星發出的脈衝會走略長一點或短一點的路程。這樣，它到達地球的時間就會比我們預料的略微遲一點或早一點。”這是很微小的效應，“我們要探尋的這種變化的時間小於一微秒，又因為地球的自轉和公轉產生的影響遠遠大於了NANOGrav所尋找的微小的效應到達地球時所產生的能被射電望遠鏡發現的影響，使得這項任務十分艱鉅。”

儘管這個效應如此細微，但專案名字中的“nano（十億分之一）”並不是指十億分之一秒，而是指十億赫茲：每秒鐘週期性重複十億次。

換句話說，一個完整的週期是30年。

為了探測到這個效應，NANOGrav團隊從2006年起就開始監測48顆脈衝星，這表明他們已經積累了13年的資料。但這對於探測到十億赫茲的週期的效應來說是遠遠不夠的。

“我們期待在接下來的三到四年裡我們可以探測到這種效應，當然，這也取決於這種效應實際上有多強烈。”西蒙說。

他還說，他們的目標和LIGO以及歐洲的Virgo有很大不同。LIGO和Virgo運用幾千米長的鐳射干涉儀成功的探測到了小質量（相當於恆星質量）的黑洞以及中子星的合併而產生的更像是瞬時的震盪。

位於巴吞魯日的路易斯安那州立大學的一個專案做了一個LIGO的小模型，裡面包括一面極其微小的分光鏡，它的直徑相當於人的頭髮絲那麼小。這是在為提高LIGO和Virgo下一代探測器的靈敏度而努力。

但是所有的引力波科學家卻都為NANOGrav的想法所歎服。

“NANOGrav正在做的工作真是讓人難以置信，”路易斯安那州立大學的研究團隊的主要負責人托馬斯·科位元說，“看到同樣的物理學去統治那些完全不同的黑洞是一件十分神奇的事。”

“研究更多的大質量黑洞是很重要的，”他繼續說：“我認為幾乎每一個大的星系都有黑洞，它們是測試極端條件下的物理學最好的實驗室——不僅是重力，對於時間來說也是如此。”