研究黑洞的性质，有助于我们同时理解大爆炸奇点，因为他们之间实在是太 相似了。广义相对论预言，运动的有质量的物体（光子等轻子是没有静止质量的） 会导致引力波的辐射，它是以光速传播的空间——时间的涟漪。如同物体辐 射出的光子带走了它们的能量一样，物体辐射出的引力波同样将带走它们的能量， 因此物质系统将最终会趋向于一种稳定的状态。
这好象往池塘里扔一块木头，使 水面产生涟漪。涟漪将木块的能量带走，使木块最终平静下来。地球围绕太阳公 转而产生的引力波使地球能量损失，其轨道逐渐改变并最终落到太阳上，只是这 种能量损失极小，要过一千亿亿亿年才会相撞。当恒星坍缩成黑洞时，运动会快 得多，这时能量的损失也快得多，所以坍缩过程将很快达到不变的状态。
这种不 变的状态是如何的呢？由于坍缩之前的恒星的状态是多种多样的，包括它的物质 形态、质量、旋转速度及恒星内部的复杂运动等等，似乎对坍缩的最终状态很难 作出预言。加拿大科学家外奈。伊斯雷尔在1967年的研究非常出人意料。他指出 ：" 根据广义相对论，不旋转的黑洞必须是非常简单的、完美的球体，其大小只 依赖于它们的质量并且任何两个不旋转的等质量黑洞必定是完全相同的。
" 最初， 包括伊斯雷尔在内的许多科学家认为，既然黑洞只能是完美的球形，那么黑洞应 该由具有完美球形的物体坍缩而成。然而任何恒星都不是完美的球形，所以黑洞 只能坍缩为一个点。而罗杰。彭罗斯等人提出了另外一种解释：恒星坍缩的快速 运动释放出来的引力波使恒星越来越接近球形，当它最终达到静态时，就成为精 确的球体。
因此，" 任何不旋转的恒星，，无论其组成物质、质量和内部结果如 何复杂，在其引力坍缩后都将终结于一个完美的球形黑洞，其大小只依赖于它的 质量。" 这就是著名的" 黑洞无毛" 定理。这个观点得到了进一步的计算支持， 并很快为大家所接受。与此同时，新西兰科学家罗伊。
克尔计算出广义相对论中 描述旋转黑洞的一族解。这些解表明黑洞以恒常速度旋转，其大小形状只依赖于 它们的质量和旋转速度，旋转速度越快，黑洞的赤道部分就越鼓（这和地球、太 阳等星体是一样的）。如果旋转为零，黑洞就是完美的球体。伊斯雷尔的发现其 实就是克尔解中的特解。
" 黑洞没有毛" 意味着，物体复杂的和大量的特征信息 在形成黑洞的过程中损失了。我们将在下章中理解它的意义。洞在科学史上是一 个特殊的情形，它作为数学模型已经发展到极为详尽的地步，但至今仍没有100% 肯定的观测证据来证明它。1963年发现了一个暗淡的类星体红移。
这个红移是如此之大，如果看作是引力红移的话，那么它的质量应该很大， 而且离我们很近，以致于会干扰太阳系的行星运动。所以它只能是宇宙膨胀引起 的红移。红移很大则说明它离我们很远。如果在这么远的距离还能被我们观察到， 那么它一定非常亮，也就是说它必须辐射出大量的能量。
这么大的能量不可能仅 仅是一个恒星发出的，它很可能是一个星系整个中心区域的引力坍缩。人们发现 了很多这样的类星体，但它们都离我们非常远，由于很难观测而不能为黑洞提供 结论性的证据。1967年中子星的发现为证明黑洞的存在带来了鼓舞。因为中子星 的半径约10英里，只是黑洞坍缩临界半径的几倍而已。
恒星能坍缩到更小尺度应 该是理所当然的。由于光线无法从黑洞中逃逸，因此观测黑洞有些象在漆黑的夜 里寻找黑猫。但值得庆幸的是，黑洞的引力效应仍将作用到其临近的星体上。人 们观测到一些伴星系统是由一颗可见恒星和一颗不可见恒星互相围绕旋转组成。
这类系统中的有一些是强X 射线源。对这种现象最好的解释是，物质从可见 星的表面被吹起来并落向不可见的伴星，这些物质在强大的引力作用下发展成螺 旋轨道（如同水从浴缸中流出的情形），同时变得非常热而发射出X 射线。这颗 不可见伴星必须小到象白矮星、中子星或黑洞那样，才能引发上述机制。
" 天鹅 X-1"就是这样一个伴星系统。通过对其可见星轨道的研究，科学家们推算出了不 可见星的最小质量——大约是太阳的六倍。按照强德拉塞卡的结果来看，它只能 是一个黑洞。宇宙漫长的岁月中，许多恒星应该已经耗尽了燃料并且坍缩了。黑 洞的数目甚至比可见星还要多得多。
以我们的银河系为例，巨大数量的黑洞的额 外引力就可以解释为何银河系会有如此的转动速率，仅考虑可见星的质量是不足 够的。 某些证据说明，银河系中心有非常巨大的黑洞，其质量大约是太阳的10万倍。 恒星若是太靠近这个黑洞，它近端和远端的引力差就会将它撕开，并被黑洞 吸引而落到上面去。
虽然落到黑洞上的物质没有象" 天鹅X-1"那样热到发出X 射 线，但可以用来说明在银河系中心观测到的非常紧致的射电源和红外线源。在类 星体的中心被认为是质量更大的黑洞，大约是太阳质量的1 亿倍。当物质旋转落 入黑洞时，它将使黑洞向同一方向旋转，使黑洞产生强大的类似地球的磁场。
落 入黑洞的物质会产生高能的粒子，它们在黑洞强磁场的作用下聚焦，形成沿黑洞 北极和南极方向向外喷射的粒子流。在许多星系和类星体中我们观测到了这种射 流。 也可能存在着比太阳质量小得多的黑洞。它们由于低于强德拉塞卡极限而不 可能由引力坍缩形成，只能由巨大的压力压缩而成。
在早期宇宙的高温高压条件 下会产生这样的小黑洞。一个质量在10亿吨（一座大山的质量）的太初黑洞可以 由于对其它可见物质的影响而被观察到。
“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来。 根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。
而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。 等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。
实际上黑洞真正是“隐形”的，等一会儿我们会讲到。 那么，黑洞是怎样形成的呢？其实，跟白矮星和中子星一样，黑洞很可能也是由恒星演化而来的。 我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了。
这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。 质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算，中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。
如果超过了这个值，那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩。 这次，根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径)，正象我们上面介绍的那样，巨大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。
与别的天体相比，黑洞是显得太特殊了。例如，黑洞有“隐身术”，人们无法直接观察到它，连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么，黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢？答案就是——弯曲的空间。我们都知道，光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。
可是根据广义相对论，空间会在引力场作用下弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。形象地讲，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。 在地球上，由于引力场作用很小，这种弯曲是微乎其微的。
而在黑洞周围，空间的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以，我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，这就是黑洞的隐身术。
更有趣的是，有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”，还同时看到它的侧面、甚至后背！ “黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。
许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，新的理论也不断地提出。不过，这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。 。
扭曲时空的星体 连接黑洞和白洞的是虫洞
黑洞就是恒星塌缩后的产物，至于是不是时空通道，这只是科学家理论上的推理，有赞同也有反对声，不得而知！
“黑洞”是天文学家预言的一种特殊的天体。恒星不会是永恒的，那些质量不超过太阳质量3倍的恒星，经过不断演化，会变成密度很大的白矮星或中子星，那些质量比太阳的质量大3倍以上的恒星，经过不断地收缩，密度越来越大，引力也越来越强，最后就可能坍缩成“黑洞”。
答：当恒星坍缩成黑洞时，运动会快得多，这时能量的损失也快得多，所以坍缩过程将很快达到不变的状态。这种不变的状态是如何的呢？由于坍缩之前的恒星的状态是多种多样的，包括...详情>>
