什麼是黑洞

devilevano1 · 發表於 2013-2-4 17:04:52

什麼是黑洞
宇宙空間存在著兩種不同性質的星系、天體，即陰性與陽性，且陰陽從大尺度上講是平衡的。陽性星系、天體散發著光和熱的能量資訊，吸收陰和涼的能量資訊。陰性星系、天體，它的核心散發著陰和涼的能量資訊，吸收光和熱的能量資訊。這類星系的核心和這類天體，從視覺上說我們地球人是看不見的。這就是人們常說的黑洞。

視覺效應
宇宙是由一些大大小小的遠離平衡的系統組成的。幾個或更多的發光發熱的天體，圍繞著一個吸光、吸熱的，並散佈著陰冷、陰暗資訊的天體旋轉，組成遠離平衡的系統，這樣的系統在宇宙中是普遍存在的。周圍是散發光和熱的天體，中心是一個吸光吸熱並散佈著陰冷、陰暗的資訊的天體，這種現象很容易讓人從視覺得那光量的中心是一個深黑不見底的洞——黑洞。

devilevano1 · 發表於 2013-2-4 17:04:53

黑洞的吞噬
許多學者認為“黑洞”吞食恒星，而且吞噬量很大,甚至能將光也吞噬進去，因此駭人聽聞，談黑色變。根據象性理論，也大可不必擔憂。就銀河系核心的體積來講，比一顆恒星的體積大了何止千百萬倍。假如銀河附近，有一顆發光發熱的恒星A，原來我們是經常能看到的，以後，我們的眼睛或望遠鏡就無法觀察到了，有些人就認為是被黑洞吞食了；其實是這顆恒星A由於運動轉向了銀河系核心的背面了，銀河以巨型的身體擋住了我們的視線而已。再過一定的時間，這些被誤認為吞食了的恒星A，很有可能出現在地球人的視線裡，地球上的人又能在某個角度上看得見了。

我們所在的銀河系的中心是一個巨大的黑洞。它不斷向本系統內散佈陰冷、陰暗的資訊，它周圍有上千億顆恒星發光發熱，在遙遠視覺上不是給人們一個深黑不見底的“洞”的感覺嗎？其它周圍的行星，在其恒星強烈的光和熱的襯托下我們是很難看到的。
　　原來宇宙中的黑洞，就是這麼一種陰極性的天體給人們一種視覺上的效應。它在宏觀天體世界中，應該是極其普遍的存在。
30歲黑洞
美國宇航局宣稱，科學家通過美國宇航局錢德拉X射線望遠鏡在距地球5000萬光年處發現迄今最年輕的黑洞，這個黑洞僅誕生30年。

領導這項研究的美國哈佛-史密森天體物理學研究中心的丹尼爾-派特諾德(Daniel Patnaude)說：“如果我們的解釋是正確的，這將是迄今為止觀測到的距離地球最近的新生黑洞！”
　　科學家稱，這個最新發現的年僅30歲嬰兒黑洞是超新星SN 1979C的殘骸物質，該超新星位於M100星系，大約距離地球5000萬光年。基於1995年至2007年的觀測資料，科學家推斷這個年輕黑洞的成長是超新星SN 1979C或者一個雙星系統提供“營養成份”。
　　超新星SN 1979C首次被觀測是1979年，由一位業餘天文學家發現。科學家認為SN 1979C是由一顆品質是太陽20多倍的恒星坍塌後形成的。之前在遙遠宇宙區域發現的新黑洞是在伽馬射線暴(GRBs)中發現的，然而SN 1979C截然不同，這是由於它非常接近地球，屬於超新星類型，不可能與伽馬射線暴有關。科學家基於該理論預測宇宙中存在著更多的黑洞，它們形成於恒星內核崩潰、未產生伽馬射線暴的時期。
　　這個嬰兒黑洞的30歲年齡與近期理論研究相一致。2005年，一項理論研究報告顯示，超新星SN 1979C的明亮光線的能量來源於一個黑洞的噴射流，該黑洞噴射流不能穿透恒星的氫氣包裹層形成伽馬射線暴。這項研究結果與SN 1979C的觀測結果十分相符。
　　此前曾有媒體大肆宣稱NASA此次宣佈的發現“足以震驚全人類”，引發網友廣泛關注。

devilevano1 · 發表於 2013-2-4 17:04:54

天體特點
與別的天體相比，黑洞是顯得太特殊了。例如，黑洞有“隱身術”，人們無法直接觀察到它，連科學家都只能對它內部結構提出各種猜想。那麼，黑洞是怎麼把自己隱藏起來的呢？答案就是——彎曲的空間。我們都知道，光是沿直線傳播的。這是一個最基本的常識。可是根據廣義相對論，空間會在引力場作用下彎曲。這時候，光雖然仍然沿任意兩點間的最短距離傳播，但走的已經不是直線，而是曲線。在經過大密度的天體時，四維空間會彎曲。光會掉到這樣的陷阱裡。形象地講，好像光本來是要走直線的，只不過強大的引力把它拉得偏離了原來的方向。

　　在地球上，由於引力場作用很小，這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周圍，空間的這種變形非常大。這樣，即使是被黑洞擋著的恒星發出的光，雖然有一部分會落入黑洞中消失，可另一部分光線會通過彎曲的空間中繞過黑洞而到達地球。所以，我們可以毫不費力地觀察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一樣，這就是黑洞的隱身術。
　　更有趣的是，有些恒星不僅是朝著地球發出的光能直接到達地球，它朝其它方向發射的光也可能被附近的黑洞的強引力折射而能到達地球。這樣我們不僅能看見這顆恒星的“臉”，還同時看到它的“側面”、甚至“後背”！

devilevano1 · 發表於 2013-2-4 17:04:55

天體密度
黑洞是密度超大的天體,吸納一切,光也逃不了.(現在有科學家分析,宇宙中不存在黑洞,這需要進一步的證明,但是我們在學術上可以存在不同的意見)
　　補注：在空間體積為無限小（可認為是0）而注入質量接近無限大的狀況下，場無限強化的情況下黑洞真的還有實體存在嗎？或物質的最終結局不是化為能量而是成為無限的場？

組成分類
黑洞可以分為兩大類。一是暗能量黑洞，二是物理黑洞。

暗能量黑洞
　　暗能量黑洞主要由高速旋轉的巨大的暗能量組成，它內部沒有巨大的品質。巨大的暗能量以接近光速的速度旋轉，其內部產生巨大的負壓足以吞噬物體，從而形成黑洞，詳情請看“宇宙黑洞論”。暗能量黑洞是星系形成的基礎，也是星團、星系團形成的基礎。
物理黑洞
　　物理黑洞由一顆或多顆天體坍縮形成，具有巨大的品質。當一個物理黑洞的品質等於或大於一個星系的品質時，我們稱之為奇點黑洞。暗能量黑洞的體積很大，可以有太陽系那般大。它的比起暗能量黑洞來說體積非常小，它甚至可以縮小到一個奇點。

devilevano1 · 發表於 2013-2-4 17:04:56

特性分類
根據黑洞本身的物理特性，可以將黑洞分為以下四類。
不旋轉不帶電荷的黑洞
　　它的時空結構於1916年由施瓦西求出稱施瓦西黑洞。
不旋轉帶電黑洞
　　稱R-N黑洞。時空結構於1916-1918年由Reissner（賴斯納）和Nordstrom（納自敦）求出。
旋轉不帶電黑洞
　　稱克爾黑洞。時空結構由克爾於1963年求出。
一般黑洞
　　稱克爾-紐曼黑洞。時空結構於1965年由紐曼求出。
雙星黑洞
　　與其他恒星一塊形成雙星的黑洞。

無毛定理
1972年，美國普林斯頓大學青年研究生貝肯斯坦提出黑洞“無毛定理”：星體坍縮成黑洞後，只剩下品質，角動量，電荷三個基本守恆量繼續起作用。其他一切因素（“毛髮”）都在進入黑洞後消失了。這一定理後來由霍金等四人嚴格證明。

devilevano1 · 發表於 2013-2-4 17:04:57

天體產生
黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮，發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止，被壓縮成一個密實的星球。但在黑洞情況下，由於恒星核心的品質大到使收縮過程無休止地進行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來的是一個密度高到難以想像的物質。由於高密度而產生的力量，使得任何靠近它的物體都會被它吸進去，黑洞就變得像真空吸塵器一樣。

　　亦可以簡單理解：通常恒星的最初只含氫元素，恒星內部的氫原子時刻相互碰撞，發生裂變、聚變。由於恒星品質很大，裂變與聚變產生的能量與恒星萬有引力抗衡，以維持恒星結構的穩定。由於裂變與聚變，氫原子內部結構最終發生改變，破裂並組成新的元素——氦元素。接著，氦原子也參與裂變與聚變，改變結構，生成鋰元素。如此類推，按照元素週期表的順序，會依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至鐵元素生成，該恒星便會坍塌。這是由於鐵元素相當穩定不能參與裂變或聚變，而鐵元素存在於恒星內部，導致恒星內部不具有足夠的能量與品質巨大的恒星的萬有引力抗衡，從而引發恒星坍塌，最終形成黑洞。
　　跟白矮星和中子星一樣，黑洞可能也是由品質大於太陽品質20倍的恒星演化而來的。
　　當一顆恒星衰老時，它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料（氫），由中心產生的能量已經不多了。這樣，它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，直到最後形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。
　　根據科學家的猜想，物質將不可阻擋地向著中心點進軍，直至成為一個體積很小、密度趨向很大。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小於史瓦西半徑），正象我們上面介紹的那樣，巨大的引力就使得即使光也無法向外射出，從而切斷了恒星與外界的一切聯繫——“黑洞”誕生了。
　　根據科學家計算，一個物體要有每秒鐘7.9公里的速度,就可以不被地球的引力拉回到地面，而在空中饒著地球轉圈子了。這個速度，叫第一宇宙速度.如果要想完全擺脫地球引力的束縛，到別的行星上去，至少要有11.2km/s的速度,這個速度，叫第二宇宙速度.也可以叫逃脫速度。這個結果是按照地球的品質和半徑的大小算出來的。就是說，一個物體要從地面上逃脫出去，起碼要有這麼大的速度。可是對於別的天體來說，從它們的表面上逃脫出去所需要的速度就不一定也是這麼大了。一個天體的品質越是大，半徑越是小，要擺脫它的引力就越困難，從它上面逃脫所需要的速度也就越大。
　　按照這個道理,我們就可以這樣來想:可能有這麼一種天體,它的品質很大，而半徑又很小,使得從它上面逃脫的速度達到了光的速度那麼大。也就是說,這個天體的引力強極了,連每秒鐘三十萬公里的光都被它的引力拉住，跑不出來了。既然這個天體的光跑不出來,我們當然就看不見它,所以它就是黑的了。光是宇宙中跑得最快的，任何物質運動的速度都不可能超過光速.既然光不能從這種天體上跑出來,當然任何別的物質也就休想跑出來.一切東西只要被吸了進去，就不能再出來，就象掉進了無底洞,這樣一種天體，人們就把它叫做黑洞.
　　我們知道，太陽現在的半徑是七十萬公里。假如它變成一個黑洞，半徑就的大大縮小。縮到多少?只能有三公里.地球就更可憐了，它現在半徑是六千多公里.假如變成黑洞，半徑就的縮小到只有幾毫米。哪裡會有這麼大的壓縮機，能把太陽地球縮小到這種程度!這簡直像《天方夜譚》裡的神話故事,黑洞這東西實在太離奇古怪了。但是，上面說的這些可不是憑空想像出來的,而是根據嚴格的科學理論的出來的.原來,黑洞也是由晚年的恒星變成的,象品質比較小的恒星,到了晚年，會變成白矮星；品質比較大的會形成中子星.現在我們再加一句,品質更大的恒星,到了晚年，最後就會變成黑洞.所以，總結起來說，白矮星中子星和黑洞,就是晚年恒星的三種變化結果。現在,白矮星已經找到了，中子星也找到了，黑洞找到沒有?也應該找到的.但要找到它們實在是很困難。特別是那些單個的黑洞，我們現在簡直毫無辦法。有一種情況下的黑洞比較有希望找到，那就是雙星裡的黑洞.
　　雙星就是兩顆互相饒著轉的恒星.雖然我們看不見黑洞，但卻能從那顆看的見的恒星的運動路線分析出來.這是什麼道理呢?因為，雙星中的每一個星都是沿著橢圓形路線運動的,而單顆的恒星不是這樣運動。如果我們看到天空中有顆恒星在沿橢圓形路線運動，卻看不到它的“同伴”，那就值得仔細研究了。我們可以把那顆星走的橢圓的大小，走完一圈用的時間，都測量出來。有了這些，就可以算出來那個看不見的"同伴"的品質有多大。如果算出來品質很大，超過中子星能有的品質，那就可以進一步證明它是個黑洞了。
　　在天鵝星座，有一對雙星，名叫天鵝座X-1.這對雙星中，一顆是看的見的亮星,另一顆卻看不見.根據那顆亮星的運動路線.可以算出來它的"同伴"的品質很大,至少有太陽品質的五倍.這麼大的品質是任何中子星都不可能有的.當然，除這些以外還有別的證據。所以,基本上可以肯定，天鵝座X-1中那個看不見的天體就是一個黑洞。這是人類找到的第一個黑洞。另外，還發現有幾對雙星的特徵也跟天鵝座X-1很相似，它們裡面也有可能有黑洞。科學家正對它們作進一步的研究。“黑洞”很容易讓人望文生義地想像成一個“大黑窟窿”，其實不然。所謂“黑洞”，就是這樣一種天體：它的引力場是如此之強，就連光也不能逃脫出來。黑洞是體積較小、品質極大的天體。它可以造成時空的無限下陷，另外它自己本身有極大的引力，再加上時空下陷的影響可以把經過或靠近的任何物體吸入這個無底深淵裡；有時黑洞也是一個捷徑通道，之所以說黑洞是捷徑通道，是因為有些黑洞一旦進入就會到另一個地方去那個地方與來時的地方會有幾萬光年的距離。

devilevano1 · 發表於 2013-2-4 17:04:58

天體演變
黑洞的吸積
　　黑洞通常是因為它們聚攏周圍的氣體產生輻射而被發現的，這一過程被稱為吸積。高溫氣體輻射熱能的效率會嚴重影響吸積流的幾何與動力學特性。目前觀測到了輻射效率較高的薄盤以及輻射效率較低的厚盤。當吸積氣體接近中央黑洞時，它們產生的輻射對黑洞的自轉以及視界的存在極為敏感。對吸積黑洞光度和光譜的分析為旋轉黑洞和視界的存在提供了強有力的證據。數值類比也顯示吸積黑洞經常出現相對論噴流也部分是由黑洞的自轉所驅動的。

　　天體物理學家用“吸積”這個詞來描述物質向中央引力體或者是中央延展物質系統的流動。吸積是天體物理中最普遍的過程之一，而且也正是因為吸積才形成了我們周圍許多常見的結構。在宇宙早期，當氣體朝由暗物質造成的引力勢阱中心流動時形成了星系。即使到了今天，恒星依然是由氣體雲在其自身引力作用下坍縮碎裂，進而通過吸積周圍氣體而形成的。行星（包括地球）也是在新形成的恒星周圍通過氣體和岩石的聚集而形成的。但是當中央天體是一個黑洞時，吸積就會展現出它最為壯觀的一面。然而黑洞並不是什麼都吸收的,它也往外邊散發質子.
黑洞的蒸發
　　由於黑洞的密度極大，根據公式我們可以知道密度=品質÷體積，為了讓黑洞密度無限大，那就說明黑洞的體積要無限小，然後品質要無限大，這樣才能成為黑洞。黑洞是由一些恒星“滅亡”後所形成的死星，他的品質很大，體積很小。但是問題就產生了，黑洞會一直存在嗎？答案是否定的，黑洞也有滅亡的那天，由於黑洞無限吸引，但是總會有質子逃脫黑洞的束縛，這樣日積月累，黑洞就慢慢的蒸發，到了最後就成為了白矮星，或者就爆炸，它爆炸所產生的衝擊波足以讓地球毀滅10^18萬億次以上。科學家經常用天文望遠鏡觀看黑洞爆炸的畫面。它爆炸所形成的塵埃是形成恒星的必要物質，這樣就能初步解決太陽系形成的答案了。
黑洞的毀滅
　　黑洞會發出耀眼的光芒，體積會縮小，甚至會爆炸。當英國物理學家史迪芬.霍金於1974年做此預言時，整個科學界為之震動。
　　霍金的理論是受靈感支配的思維的飛躍，他結合了廣義相對論和量子理論。他發現黑洞周圍的引力場釋放出能量，同時消耗黑洞的能量和品質（參考霍金的《時間簡史》，我們可以認定一對粒子會在任何時刻、任何地點被創生，被創生的粒子就是正粒子與反粒子，而如果這一創生過程發生在黑洞附近的話就會有兩種情況發生：兩粒子湮滅、一個粒子被吸入黑洞。“一個粒子被吸入黑洞”這一情況：在黑洞附近創生的一對粒子其中一個反粒子會被吸入黑洞，而正粒子會逃逸，由於能量不能憑空創生，我們設反粒子攜帶負能量，正粒子攜帶正能量，而反粒子的所有運動過程可以視為是一個正粒子的為之相反的運動過程，如一個反粒子被吸入黑洞可視為一個正粒子從黑洞逃逸。這一情況就是一個攜帶著從黑洞裡來的正能量的粒子逃逸了，即黑洞的總能量少了，而愛因斯坦的公式E=mc^2表明，能量的損失會導致品質的損失）。當黑洞的品質越來越小時，它的溫度會越來越高。這樣，當黑洞損失品質時，它的溫度和發射率增加，因而它的品質損失得更快。這種“霍金輻射”對大多數黑洞來說可以忽略不計，因為大黑洞輻射的比較慢，而小黑洞則以極高的速度輻射能量，直到黑洞的爆炸。

devilevano1 · 發表於 2013-2-4 17:04:59

文學節選
節選自；史蒂芬霍金《時間簡史》

　　按照黑洞定義，它不能發出光，我們何以能檢測到它呢？這有點像在煤庫裡找黑貓。慶倖的是，有一種辦法。正如約翰•蜜雪兒在他1783年的先驅性論文中指出的，黑洞仍然將它的引力作用到它周圍的物體上。天文學家觀測了許多系統，在這些系統中，兩顆恒星由於相互之間的引力吸引而互相圍繞著運動。他們還看到了，其中只有一顆可見的恒星繞著另一顆看不見的伴星運動的系統。人們當然不能立即得出結論說，這伴星即為黑洞——它可能僅僅是一顆太暗以至於看不見的恒星而已。
　　還有其他不用黑洞來解釋天鵝X－1的模型，但所有這些都相當牽強附會。黑洞看來是對這一觀測的僅有的真正自然的解釋。儘管如此，我和加州理工學院的基帕.索恩打賭說，天鵝X－1不包含一個黑洞！這對我而言是一個保險的形式。我對黑洞作了許多研究，如果發現黑洞不存在，則這一切都成為徒勞。但在這種情形下，我將得到贏得打賭的安慰，他要給我4年的雜誌《私人眼睛》。如果黑洞確實存在，基帕.索思將得到1年的《閣樓》。我們在1975年打賭時，大家80％斷定，天鵝座是一黑洞。迄今，我可以講大約95％是肯定的，但輸贏最終尚未見分曉。
　　現在，在我們的星系中和鄰近兩個名叫麥哲倫星雲的星系中，還有幾個類似天鵝X－1的黑洞的證據。然而，幾乎可以肯定，黑洞的數量比這多得太多了！在宇宙的漫長歷史中，很多恒星應該已經燒盡了它們的核燃料並坍縮了。黑洞的數目甚至比可見恒星的數目要大得相當多。單就我們的星系中，大約總共有1千億顆可見恒星。這樣巨大數量的黑洞的額外引力就能解釋為何目前我們星系具有如此的轉動速率，單是可見恒星的品質是不足夠的。我們還有某些證據說明，在我們星系的中心有大得多的黑洞，其品質大約是太陽的10萬倍。星系中的恒星若十分靠近這個黑洞時，作用在它的近端和遠端上的引力之差或潮汐力會將其撕開，它們的遺骸以及其他恒星所拋出的氣體將落到黑洞上去。正如同在天鵝X－1情形那樣，氣體將以螺旋形軌道向裡運動並被加熱，雖然不如天鵝X－1那種程度會熱到發出X射線，但是它可以用來說明星系中心觀測到的非常緊致的射電和紅外線源。
　　人們認為，在類星體的中心黑洞，其品質大約為太陽的1億倍。落入此超重的黑洞的物質能提供僅有的足夠強大的能源，用以解釋這些物體釋放出的巨大能量。當物質旋入黑洞，它將使黑洞往同一方向旋轉，使黑洞產生一類似地球上的一個磁場。落入的物質會在黑洞附近產生能量非常高的粒子。該磁場是如此之強，以至於將這些粒子聚焦成沿著黑洞旋轉軸，也即它的北極和南極方嚮往外噴射的射流。在許多星系和類星體中確實觀察到這類射流。
　　人們還可以考慮存在品質比太陽小很多的黑洞的可能性。因為它們的品質比強德拉塞卡極限低，所以不能由引力坍縮產生：這樣小品質的恒星，甚至在耗盡了自己的核燃料之後，還能支持自己對抗引力。只有當物質由非常巨大的壓力壓縮成極端緊密的狀態時，這小品質的黑洞才得以形成。一個巨大的氫彈可提供這樣的條件：物理學家約翰.惠勒曾經算過，如果將世界海洋裡所有的重水製成一個氫彈，則它可以將中心的物質壓縮到產生一個黑洞。（當然，那時沒有一個人可能留下來去對它進行觀察！）更現實的可能性是，在極早期的宇宙的高溫和高壓條件下會產生這樣小品質的黑洞。因為一個比平均值更緊密的小區域，才能以這樣的方式被壓縮形成一個黑洞。所以當早期宇宙不是完全光滑的和均勻的情形，這才有可能。但是我們知道，早期宇宙必須存在一些無規性，否則現在宇宙中的物質分佈仍然會是完全均勻的，而不能結塊形成恒星和星系。
　　很清楚，導致形成恒星和星系的無規性是否導致形成相當數目的“太初”黑洞，這要依賴於早期宇宙的條件的細節。所以如果我們能夠確定現在有多少太初黑洞，我們就能對宇宙的極早期階段瞭解很多。品質大於10億噸（一座大山的品質）的太初黑洞，可由它對其他可見物質或宇宙膨脹的影響被探測到。然而，正如我們需要在下一章看到的，黑洞根本不是真正黑的，它們像一個熱體一樣發光，它們越小則發熱發光得越厲害。所以看起來荒謬，而事實上卻是，小的黑洞也許可以比大的黑洞更容易地被探測到。

devilevano1 · 發表於 2013-2-4 17:05:00

相關發現
1967年，劍橋的一位研究生約瑟琳.貝爾發現了天空發射出無線電波的規則脈衝的物體，這對黑洞的存在的預言帶來了進一步的鼓舞。起初貝爾和她的導師安東尼.赫維許以為，他們可能和我們星系中的外星文明進行了接觸！我的確記得在宣佈他們發現的討論會上，他們將這四個最早發現的源稱為LGM1－4，LGM表示“小綠人”（“Little Green Man”）的意思。然而，最終他們和所有其他人都得到了不太浪漫的結論，這些被稱為脈衝星的物體，事實上是旋轉的中子星，這些中子星由於在黑洞這個概念剛被提出的時候，共有兩種光理論：一種是牛頓贊成的光的微粒說；另一種是光的波動說。我們現在知道，實際上這兩者都是正確的。由於量子力學的波粒二象性，光既可認為是波，也可認為是粒子。在光的波動說中，不清楚光對引力如何回應。但是如果光是由粒子組成的，人們可以預料，它們正如同炮彈、火箭和行星那樣受引力的影響。起先人們以為，光粒子無限快地運動，所以引力不可能使之慢下來，但是羅麥關於光速度有限的發現表明引力對之可有重要效應。

　　1983年，劍橋的學監約翰•蜜雪兒在這個假定的基礎上，在《倫敦皇家學會哲學學報》上發表了一篇文章。他指出，一個品質足夠大並足夠緊致的恒星會有如此強大的引力場，以致于連光線都不能逃逸——任何從恒星表面發出的光，還沒到達遠處即會被恒星的引力吸引回來。蜜雪兒暗示，可能存在大量這樣的恒星，雖然會由於從它們那裡發出的光不會到達我們這兒而使我們不能看到它們，但我們仍然可以感到它們的引力的吸引作用。這正是我們現在稱為黑洞的物體。
　　事實上，因為光速是固定的，所以，在牛頓引力論中將光類似炮彈那樣處理實在很不協調。（從地面發射上天的炮彈由於引力而減速，最後停止上升並折回地面；然而，一個光子必須以不變的速度繼續向上，那麼牛頓引力對於光如何發生影響呢？）直到1915年愛因斯坦提出廣義相對論之前，一直沒有關於引力如何影響光的協調的理論。甚至又過了很長時間，這個理論對大品質恒星的含意才被理解。

devilevano1 · 發表於 2013-2-4 17:05:01

探索黑洞
1928年，一位印度研究生——薩拉瑪尼安•錢德拉塞卡——乘船來英國劍橋跟英國天文學家亞瑟.愛丁頓爵士（一位廣義相對論家）學習。（據記載，在本世紀20年代初有一位元記者告訴愛丁頓，說他聽說世界上只有三個人能理解廣義相對論，愛丁頓，然而，錢德拉塞卡意識到，不相容原理所能提供的排斥力有一個極限。恒星中的粒子的最大速度差被相對論限制為光速。這意味著，恒星變得足夠緊致之時，由不相容原理引起的排斥力就會比引力的作用小。錢德拉塞卡計算出；一個大約為太陽品質一倍半的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力。（這品質現在稱為錢德拉塞卡極限。）蘇聯科學家列夫•達維多維奇•蘭道幾乎在同時也得到了類似的發現。

　　這對大品質恒星的最終歸宿具有重大的意義。如果一顆恒星的品質比錢德拉塞卡極限小，它最後會停止收縮並終於變成一顆半徑為幾千英里和密度為每立方英寸幾百噸的“白矮星”。白矮星是它物質中電子之間的不相容原理排斥力所支持的。我們觀察到大量這樣的白矮星。第一顆被觀察到的是繞著夜空中最亮的恒星——天狼星轉動的那一顆。
　　蘭道指出，對於恒星還存在另一可能的終態。其極限品質大約也為太陽品質的一倍或二倍，但是其體積甚至比白矮星還小得多。這些恒星是由中子和質子之間，而不是電子之間的不相容原理排斥力所支持。所以它們被叫做中子星。它們的半徑只有10英里左右，密度為每立方英寸幾億噸。在中子星被第一次預言時，並沒有任何方法去觀察它。實際上，很久以後它們才被觀察到。
　　另一方面，品質比錢德拉塞卡極限還大的恒星在耗盡其燃料時，會出現一個很大的問題：在某種情形下，它們會爆炸或拋出足夠的物質，使自己的品質減少到極限之下，以避免災難性的引力坍縮。但是很難令人相信，不管恒星有多大，這總會發生。怎麼知道它必須損失重量呢？即使每個恒星都設法失去足夠多的重量以避免坍縮，如果你把更多的品質加在白矮星或中子星上，使之超過極限將會發生什麼？它會坍縮到無限密度嗎？愛丁頓為此感到震驚，他拒絕相信錢德拉塞卡的結果。愛丁頓認為，一顆恒星不可能坍縮成一點。這是大多數科學家的觀點：愛因斯坦自己寫了一篇論文，宣佈恒星的體積不會收縮為零。其他科學家，尤其是他以前的老師、恒星結構的主要權威——愛丁頓的敵意使錢德拉塞卡拋棄了這方面的工作，轉去研究諸如恒星團運動等其他天文學問題。然而，他獲得1983年諾貝爾獎，至少部分原因在於他早年所做的關於冷恒星的品質極限的工作。
　　錢德拉塞卡指出，不相容原理不能夠阻止品質大於錢德拉塞卡極限的恒星發生坍縮。但是，根據廣義相對論，這樣的恒星會發生什麼情況呢？這個問題被一位年輕的美國人羅伯特•奧本海默於1939年首次解決。然而，他所獲得的結果表明，用當時的望遠鏡去觀察不會再有任何結果。以後，因第二次世界大戰的干擾，奧本海默本人非常密切地捲入到原子彈計畫中去。戰後，由於大部分科學家被吸引到原子和原子核尺度的物理中去，因而引力坍縮的問題被大部分人忘記了。
　　現在，我們從奧本海默的工作中得到一幅這樣的圖像：恒星的引力場改變了光線的路徑，使之和原先沒有恒星情況下的路徑不一樣。光錐是表示光線從其頂端發出後在空間——時間裡傳播的軌道。光錐在恒星表面附近稍微向內偏折，在日食時觀察遠處恒星發出的光線，可以看到這種偏折現象。當該恒星收縮時，其表面的引力場變得很強，光線向內偏折得更多，從而使得光線從恒星逃逸變得更為困難。對於在遠處的觀察者而言，光線變得更黯淡更紅。最後，當這恒星收縮到某一臨界半徑時，表面的引力場變得如此之強，使得光錐向內偏折得這麼多，以至於光線再也逃逸不出去。根據相對論，沒有東西會走得比光還快。這樣，如果光都逃逸不出來，其他東西更不可能逃逸，都會被引力拉回去。也就是說，存在一個事件的集合或空間——時間區域，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。現在我們將這區域稱作黑洞，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。
　　當你觀察一個恒星坍縮並形成黑洞時，為了理解你所看到的情況，切記在相對論中沒有絕對時間。每個觀測者都有自己的時間測量。由於恒星的引力場，在恒星上某人的時間將和在遠處某人的時間不同。假定在坍縮星表面有一無畏的太空人和恒星一起向內坍縮，按照他的表，每一秒鐘發一信號到一個繞著該恒星轉動的空間飛船上去。在他的表的某一時刻，譬如11點鐘，恒星剛好收縮到它的臨界半徑，此時引力場強到沒有任何東西可以逃逸出去，他的信號再也不能傳到空間飛船了。當11點到達時，他在空間飛船中的夥伴發現，太空人發來的一串信號的時間間隔越變越長。但是這個效應在10點59分59秒之前是非常微小的。在收到10點59分58秒和10點59分59秒發出的兩個信號之間，他們只需等待比一秒鐘稍長一點的時間，然而他們必須為11點發出的信號等待無限長的時間。按照太空人的手錶，光波是在10點59分59秒和11點之間由恒星表面發出；從空間飛船上看，那光波被散開到無限長的時間間隔裡。在空間飛船上收到這一串光波的時間間隔變得越來越長，所以恒星來的光顯得越來越紅、越來越淡，最後，該恒星變得如此之朦朧，以至於從空間飛船上再也看不見它，所餘下的只是空間中的一個黑洞。然而，此恒星繼續以同樣的引力作用到空間飛船上，使飛船繼續繞著所形成的黑洞旋轉。
　　但是由於以下的問題，使得上述情景不是完全現實的。你離開恒星越遠則引力越弱，所以作用在這位無畏的太空人腳上的引力總比作用到他頭上的大。在恒星還未收縮到臨界半徑而形成事件視界之前，這力的差就已經將我們的太空人拉成義大利麵條那樣，甚至將他撕裂！然而，我們相信，在宇宙中存在品質大得多的天體，譬如星系的中心區域，它們遭受到引力坍縮而產生黑洞；一位元在這樣的物體上面的太空人在黑洞形成之前不會被撕開。事實上，當他到達臨界半徑時，不會有任何異樣的感覺，甚至在通過永不回返的那一點時，都沒注意到。但是，隨著這區域繼續坍縮，只要在幾個鐘頭之內，作用到他頭上和腳上的引力之差會變得如此之大，以至於再將其撕裂。
　　羅傑•彭羅斯和我在1965年和1970年之間的研究指出，根據廣義相對論，在黑洞中必然存在無限大密度和空間——時間曲率的奇點。這和時間開端時的大爆炸相當類似，只不過它是一個坍縮物體和太空人的時間終點而已。在此奇點，科學定律和我們預言將來的能力都失效了。然而，任何留在黑洞之外的觀察者，將不會受到可預見性失效的影響，因為從奇點出發的不管是光還是任何其他信號都不能到達他那兒。這令人驚奇的事實導致羅傑•彭羅斯提出了宇宙監督猜測，它可以被意譯為：“上帝憎惡裸奇點。”換言之，由引力坍縮所產生的奇點只能發生在像黑洞這樣的地方，在那兒它被事件視界體面地遮住而不被外界看見。嚴格地講，這是所謂弱的宇宙監督猜測：它使留在黑洞外面的觀察者不致受到發生在奇點處的可預見性失效的影響，但它對那位不幸落到黑洞裡的可憐的太空人卻是愛莫能助。
　　廣義相對論方程存在一些解，這些解使得我們的太空人可能看到裸奇點。他也許能避免撞到奇點上去，而穿過一個“蟲洞”來到宇宙的另一區域。看來這給空間——時間內的旅行提供了巨大的可能性。但是不幸的是，所有這些解似乎都是非常不穩定的；最小的干擾，譬如一個太空人的存在就會使之改變，以至於他還沒能看到此奇點，就撞上去而結束了他的時間。換言之，奇點總是發生在他的將來，而從不會在過去。強的宇宙監督猜測是說，在一個現實的解裡，奇點總是或者整個存在於將來（如引力坍縮的奇點），或者整個存在於過去（如大爆炸）。因為在接近裸奇點處可能旅行到過去，所以宇宙監督猜測的某種形式的成立是大有希望的。這對科學幻想作家而言是不錯的，它表明沒有任何一個人的生命曾經平安無事：有人可以回到過去，在你投胎之前殺死你的父親或母親！
　　事件視界，也就是空間——時間中不可逃逸區域的邊界，正如同圍繞著黑洞的單向膜：物體，譬如不謹慎的太空人，能通過事件視界落到黑洞裡去，但是沒有任何東西可以通過事件視界而逃離黑洞。（記住事件視界是企圖逃離黑洞的光的空間——時間軌道，沒有任何東西可以比光運動得更快。）人們可以將詩人但丁針對地獄入口所說的話恰到好處地用於事件視界：“從這兒進去的人必須拋棄一切希望。”任何東西或任何人一旦進入事件視界，就會很快地到達無限緻密的區域和時間的終點。
　　廣義相對論預言，運動的重物會導致引力波的輻射，那是以光的速度傳播的空間——時間曲率的漣漪。引力波和電磁場的漣漪光波相類似，但是要探測到它則困難得多。就像光一樣，它帶走了發射它們的物體的能量。因為任何運動中的能量都會被引力波的輻射所帶走，所以可以預料，一個大品質物體的系統最終會趨向於一種不變的狀態。（這和扔一塊軟木到水中的情況相當類似，起先翻上翻下折騰了好一陣，但是當漣漪將其能量帶走，就使它最終平靜下來。）例如，繞著太陽公轉的地球即產生引力波。其能量損失的效應將改變地球的軌道，使之逐漸越來越接近太陽，最後撞到太陽上，以這種方式歸於最終不變的狀態。在地球和太陽的情形下能量損失率非常小——大約只能點燃一個小電熱器，這意味著要用大約1千億億億年地球才會和太陽相撞，沒有必要立即去為之擔憂！地球軌道改變的過程極其緩慢，以至於根本觀測不到。但幾年以前，在稱為PSR1913＋16（PSR表示“脈衝星”，一種特別的發射出無線電波規則脈衝的中子星）的系統中觀測到這一效應。此系統包含兩個互相圍繞著運動的中子星，由於引力波輻射，它們的能量損失，使之相互以螺旋線軌道靠近。
　　在恒星引力坍縮形成黑洞時，運動會更快得多，這樣能量被帶走的速率就高得多。所以不用太長的時間就會達到不變的狀態。這最終的狀態將會是怎樣的呢？人們會以為它將依賴于形成黑洞的恒星的所有的複雜特徵——不僅僅它的品質和轉動速度，而且恒星不同部分的不同密度以及恒星內氣體的複雜運動。如果黑洞就像坍縮形成它們的原先物體那樣變化多端，一般來講，對之作任何預言都將是非常困難的。
　　然而，加拿大科學家外奈.伊斯雷爾在1967年使黑洞研究發生了徹底的改變。他指出，根據廣義相對論，非旋轉的黑洞必須是非常簡單、完美的球形；其大小只依賴於它們的品質，並且任何兩個這樣的同品質的黑洞必須是等同的。事實上，它們可以用愛因斯坦的特解來描述，這個解是在廣義相對論發現後不久的1917年卡爾•施瓦茲席爾德找到的。一開始，許多人（其中包括伊斯雷爾自己）認為，既然黑洞必須是完美的球形，一個黑洞只能由一個完美球形物體坍縮而形成。所以，任何實際的恒星——從來都不是完美的球形——只會坍縮形成一個裸奇點。
　　然而，對於伊斯雷爾的結果，一些人，特別是羅傑.彭羅斯和約翰.惠勒提倡一種不同的解釋。他們論證道，牽涉恒星坍縮的快速運動表明，其釋放出來的引力波使之越來越近於球形，到它終於靜態時，就變成準確的球形。按照這種觀點，任何非旋轉恒星，不管其形狀和內部結構如何複雜，在引力坍縮之後都將終結于一個完美的球形黑洞，其大小只依賴於它的品質。這種觀點得到進一步的計算支持，並且很快就為大家所接受。
　　伊斯雷爾的結果只處理了由非旋轉物體形成的黑洞。1963年，紐西蘭人羅伊.克爾找到了廣義相對論方程的描述旋轉黑洞的一族解。這些“克爾”黑洞以恒常速度旋轉，其大小與形狀只依賴於它們的品質和旋轉的速度。如果旋轉為零，黑洞就是完美的球形，這解就和施瓦茲席爾德解一樣。如果有旋轉，黑洞的赤道附近就鼓出去（正如地球或太陽由於旋轉而鼓出去一樣），而旋轉得越快則鼓得越多。由此人們猜測，如將伊斯雷爾的結果推廣到包括旋轉體的情形，則任何旋轉物體坍縮形成黑洞後，將最後終結於由克爾解描述的一個靜態。
　　黑洞是科學史上極為罕見的情形之一，在沒有任何觀測到的證據證明其理論是正確的情形下，作為數學的模型被發展到非常詳盡的地步。的確，這經常是反對黑洞的主要論據：你怎麼能相信一個其依據只是基於令人懷疑的廣義相對論的計算的物件呢？然而，1963年，加利福尼亞的帕羅瑪天文臺的天文學家馬丁•施密特測量了在稱為3C273（即是劍橋射電源編目第三類的273號）射電源方向的一個黯淡的類星體的紅移。他發現引力場不可能引起這麼大的紅移——如果它是引力紅移，這類星體必須具有如此大的品質，並離我們如此之近，以至於會干擾太陽系中的行星軌道。這暗示此紅移是由宇宙的膨脹引起的，進而表明此物體離我們非常遠。由於在這麼遠的距離還能被觀察到，它必須非常亮，也就是必須輻射出大量的能量。人們會想到，產生這麼大量能量的唯一機制看來不僅僅是一個恒星，而是一個星系的整個中心區域的引力坍縮。人們還發現了許多其他類星體，它們都有很大的紅移。但是它們都離開我們太遠了，所以對之進行觀察太困難，以至於不能給黑洞提供結論性的證據。

devilevano1 · 發表於 2013-2-4 17:05:02

相關理論
黑洞動力學為了理解黑洞的動力學和理解它們是怎樣使內部的所有事物逃不出邊界，我們需要討論廣義相對論。

廣義相對論相關
　　廣義相對論是愛因斯坦創建的引力學說，適用於行星、恒星，也適用於“黑洞”。愛因斯坦在1916年提出來的這一學說，說明空間和時間是怎樣因大品質物體的存在而發生畸變。簡言之，廣義相對論說物質彎曲了空間，而空間的彎曲又反過來影響穿越空間的物體的運動。
　　讓我們看一看愛因斯坦的模型是怎樣工作的。首先，考慮時間（空間的三維是長、寬、高）是現實世界中的第四維（雖然難於在平常的三個方向之外再畫出一個方向，但我們可以盡力去想像）。其次，考慮時空是一張巨大的繃緊了的體操表演用的彈簧床的床面。
　　愛因斯坦的學說認為品質使時空彎曲。我們不妨在彈簧床的床面上放一塊大石頭來說明這一情景：石頭的重量使得繃緊了的床面稍微下沉了一些，雖然彈簧床面基本上仍舊是平整的，但其中央仍稍有下凹。如果在彈簧床中央放置更多的石塊，則將產生更大的效果，使床面下沉得更多。事實上，石頭越多，彈簧床面彎曲得越厲害。
　　同理，宇宙中的大品質物體會使宇宙結構發生畸變。正如10塊石頭比1塊石頭使彈簧床面彎曲得更厲害一樣，品質比太陽大得多的天體比等於或小於一個太陽品質的天體使空間彎曲得厲害地多。
　　如果一個網球在一張繃緊了的平坦的彈簧床上滾動，它將沿直線前進。反之，如果它經過一個下凹的地方，則它的路徑呈弧形。同理，天體穿行時空的平坦區域時繼續沿直線前進，而那些穿越彎曲區域的天體將沿彎曲的軌跡前進。
　　黑洞對於其周圍的時空的影響。設想在彈簧床面上放置一塊品質非常大的石頭代表密度極大的黑洞。自然，石頭將大大地影響床面，不僅會使其表面彎曲下陷，還可能使床面發生斷裂。類似的情形同樣可以宇宙出現，若宇宙中存在黑洞，則該處的宇宙結構將被撕裂。這種時空結構的破裂叫做時空的奇異性或奇點。
　　為什麼任何東西都不能從黑洞逃逸出去。正如一個滾過彈簧床面的網球，會掉進大石頭形成的深洞一樣，一個經過黑洞的物體也會被其引力陷阱所捕獲。而且，若要挽救運氣不佳的物體需要無窮大的能量。
　　我們已經說過，沒有任何能進入黑洞而再逃離它的東西。但科學家認為黑洞會緩慢地釋放其能量。著名的英國物理學家霍金在1974年證明黑洞有一個不為零的溫度，有一個比其周圍環境要高一些的溫度。依照物理學原理，一切比其周圍溫度高的物體都要釋放出熱量，同樣黑洞也不例外。一個黑洞會持續幾百萬萬億年散發能量，黑洞釋放能量稱為：“霍金輻射”。黑洞散盡所有能量就會消失。
　　處於時間與空間之間的黑洞，使時間放慢腳步，使空間變得有彈性，同時吞進所有經過它的一切。1969年，美國物理學家約翰•阿提•惠勒將這種貪得無厭的空間命名為“黑洞”。
　　我們都知道因為黑洞不能反射光，所以看不見。在我們的腦海中黑洞可能是遙遠而又漆黑的。但英國著名物理學家霍金認為黑洞並不如大多數人想像中那樣黑。通過科學家的觀測，黑洞周圍存在輻射，而且很可能來自于黑洞，霍金指出黑洞的放射性物質來源是一種實粒子，這些粒子在太空中成對產生，不遵從通常的物理定律。而且這些粒子發生碰撞後，有的就會消失在茫茫太空中。一般說來，可能直到這些粒子消失時，我們都未曾有機會看到它們。
　　霍金還指出，黑洞產生的同時，實粒子就會相應成對出現。其中一個實粒子會被吸進黑洞中，另一個則會逃逸，一束逃逸的實粒子看起來就像光子一樣。對觀察者而言，看到逃逸的實粒子就感覺是看到來自黑洞中的射線一樣。
　　等恒星的半徑小於一特定值（天文學上叫“史瓦西半徑”）時，就連垂直表面發射的光都被捕獲了。到這時，恒星就變成了黑洞。說它“黑”，是指任何物質一旦掉進去，就再不能逃出，包括光。實際上黑洞真正是“隱形”的．(其實黑洞也不是隱形，因為“隱形"是指光可以通過該物體。而光不能通過黑洞。）

devilevano1 · 發表於 2013-2-4 17:05:03

黑洞與蟲洞
　　據最新的研究聲稱，科學家認為黑洞可能是通往其他宇宙的蟲洞。如果這一理論是正確的，將會有助於解釋例如黑洞信息悖論等量子難題，不過批評家指出這也會產生新的問題，例如蟲洞是怎麼形成的等等。
　　黑洞是一種擁有強大引力的物體，任何物體——即便是光——在進入其事件邊界之後都不能逃逸出來。根據愛因斯坦的廣義相對論，黑洞可以由任何物質形成，只要能夠坍縮到足夠小的空間內。
　　不過來自巴黎Bures-sur-Yvette地區法國高等科學研究所(Institut des Hautes Etudes Scientifiques)的物理學家Thibault Damour和來自德國Bremen國際大學的Sergey Solodukhin提出一個新的觀點，即這些所謂的黑洞其實就是蟲洞。
　　蟲洞是連接時空架構中兩個不同地方的彎曲通道。如果你把宇宙想像為一個二維的紙張，蟲洞就是連接這張紙片和另一張紙片的小通道。也就是蟲洞連向的是一個擁有自己星星、星系等的另一個宇宙。
　　引起空間扭曲的小球在我們三維世界的例子就是黑洞。黑洞事實上是存在於四維空間的一種現象，或者說，黑洞是連接三維世界與四維空間的通道（當然絕不是說“如果誰要去四維空間，就請往黑洞走”，那樣只會“死無全屍”而已）。我們有可能通過對黑洞的深入研究，找到克服四維空間的辦法，那樣的話，瓦普跳躍飛行就不再是夢想了。
　　現在科學家已經證實，黑洞的存在確實會令周圍的空間極度扭曲。根據廣義相對論，光線在正常的空間裡以直線傳播，但當空間扭曲時，光線會隨著空間扭曲的方向而扭曲。如果能給一束射進黑洞的光線拍照的話，我們就會發現，光線呈螺旋形指向黑洞中心，因為黑洞的巨大品質已使周圍的空間扭曲得不成形了。
黑洞與白洞
　　科學家們提出設想，既然宇宙中有黑洞，那麼一定存在“白洞”。黑洞可以用強大的吸力把任何物體都吸進去，而白洞可以把這些東西都吐出來。科學家們設想，黑洞與白洞是連在一起的，黑洞把物質吸進去，物質在裡面會經過一個叫做奇異點的東西（至於為什麼叫做奇異點，是因為物質經過它時受到的壓力是無限大的)，然後物質就到達了白洞的“管轄範圍”，會被白洞“吐”出來。然後物質就到達了另一個宇宙（平行宇宙到達嬰兒宇宙）。
黑洞與地球
　　黑洞沒有具體形狀，你只能根據周圍行星的走向來判斷它的存在。雖然它有強大的引力但與此同時這也是判斷它位置的一個重要證據，就算它的“正式邊界”還離我們很遠，我們也沒有任何手段能夠挽救（除非我們能夠在受到它的引力作用前拋棄地球，但是科學不是科幻小說，拋棄地球的可能性在未來很長一段時間內仍然十分渺茫）。這也是人類研究它的原因之一。
　　恒星,白矮星,中子星,誇剋星,黑洞是依次的五個密度當量星體,密度最小的當然是恒星,黑洞是物質的終極形態,黑洞之後就會發生大爆炸,能量釋放出去後,又進入一個新的迴圈.
黑洞資訊守恆與霍金輻射
　　黑洞信息守恆：黑洞中的資訊被包圍在黑洞中，不能出來。
　　霍金輻射：圍繞一個蟲洞旋轉的物質，其方式和圍繞黑洞的旋轉的物質一樣，因為這兩種天體都以相同的方式擾亂了其周圍的物質運動。
掉進黑洞裡
　　一些科學家假像了宇航員墜入黑洞的情景。事實上，宇航員在沒有進入黑洞時，就是被引力差撕碎（黑洞作用在他頭上和腳上的力的差如此之大）。但是，如果黑洞的品質足夠大，他還是有希望進入黑洞內部的。當宇航員被黑洞吸入後時，他自己並不會感到有什麼異常現象（假如他不被撕碎），就算他掉進視界裡。當他到達壓力的極點時，他最終還是被撕碎了。

devilevano1 · 發表於 2013-2-4 17:05:04

資料記載
黑洞的碰撞
　　一項最新研究顯示，使用現有的天文設備能夠觀測到超大品質黑洞碰撞後形成的持續“紅外線晚霞”，這種晚霞能夠持續發光10萬年。這項研究有助於科學家更早地發現黑洞發生碰撞的跡象。

　　超大品質黑洞的品質是太陽的數百萬至數十億倍，通常它們出現在像銀河系或更大的星系中心位置。像這樣的碰撞屬於宇宙中最猛烈的現象，黑洞碰撞後產生的能量遠超出宇宙所有恒星的能量之和。碰撞所形成的能量通常被認為以重力波形式釋放，在太空星系結構形成難以捉摸的波紋，這些能被天文觀測裝置探測到。
　　只釋放紅外線
　　研究人員稱，美國宇航局“斯皮策”太空望遠鏡具備紅外線探測能力，可觀測到此類紅外線發光呈現絢麗晚霞的景象。施尼特曼說，“不同於其他太空紅外線來源，剛碰撞的黑洞不會發出X射線或紫外線，我們只需要找到紅外線來源即可。”未參與此項研究的哥倫比亞大學天體物理學家克裡斯坦•蒙諾尤稱，這是一項非常吸引人的天文學研究。
　　施尼特曼和克羅利克估計目前宇宙存在著超大品質黑洞碰撞形成的10萬多個可觀測紅外線來源。他們向《天體物理學雜誌》提交了這項研究。
　　有朝一日天文學家將探測到由超大品質黑洞碰撞發出的重力波，由於這種重力波的頻率非常低，目前鐳射干涉儀重力波天文臺(LIGO)無法探測到重力波的存在。
新形態的黑洞
　　新的狀態的黑洞通過X-射線射線發現，最後的能量被證實，但是，在X-射線之前黑洞附近的材料是被吸入的黑洞，通過X-射線望遠鏡的偵查派出，並且光譜儀的比較，也許確定黑洞大小和活躍程度。由於未知的起因，這種新的狀態的黑洞可能是幾個羽量級黑洞聯合會成為，這些羽量級的黑洞有百萬個在M82星系，合併成較大中等黑洞。
　　星體變成超行星後爆炸也可產生黑洞。
巨大黑洞
　　所謂“巨大黑洞”是指品質超過太陽100萬倍以上的黑洞。如果存在巨大黑洞，那麼在它周圍的物質亦應當像繞太陽旋轉的行星那樣，遵循“開普勒行星運動三定律”，哈勃太空望遠鏡就在NGC4261、室女座M84星系、室女座M87星系等星系中心發現了高速旋轉的氣體。
　　根據開普勒定律，氣體的旋轉速度應與其圍繞天體的品質的平方根成正比，與旋轉半徑的平方根成反比。如果能夠確定旋轉速度和半徑，就能求出哪個天體的品質，NGC4261旋轉半徑為300光年以內，品質約為太陽品質的20億倍；M84星系旋轉半徑為30光年以內，品質約為太陽品質的3億倍；M87星系旋轉半徑為15光年以內，品質約為太陽品質的30億倍。計算結果應當是令人吃驚的！10億倍太陽品質的黑洞的半徑大約為10天文單位，也就是1光年的一萬分之一。所以，哈勃太空望遠鏡的觀測結果與黑洞的半徑相比較，還沒有把握住黑洞的外側。
　　1995年，有關科學家與美國史密森尼安天文臺合作，使用超長基線電波干涉儀群觀測獵犬NGC4258星系的中心區域，發現在NGC4258星系中心僅0.3光年的區域內，就存在相當太陽品質3600萬倍的品質，而且獲得了迄今為止最精確的旋轉速度。由此，星系中心存在巨大黑洞的可能幾乎轉瞬間便具有了可能性。同年，科學家們進行了對確認巨大黑洞具有決定意義的觀測，證據是通過日本的X射線天文衛星觀測得到的，觀測物件是名為“MCG-6-30-15”的一個活躍星系。觀測結果表明，來自這個星系中心的X射線發生了“引力紅移”，這是非黑洞無法解釋的。
　　所謂“引力紅移”是在強引力作用下，時間似乎變慢的可用廣義相對論解釋的現象，在這種現象中光波長變長。這個現象被確認其意義就相當於直接觀測到黑洞。科學家從此得到了巨大黑洞存在的強有力的證據，任何星系都存在巨大黑洞。
黑洞炸彈
　　2001年1月，英國聖安德魯大學著名理論物理科學家烏爾夫•利昂哈特宣佈他和其他英國科研人員將在實驗室中製造出一個黑洞，當時沒有人對此感到驚訝。然而俄《真理報》日前披露俄羅斯科學家的預言：黑洞不僅可以在實驗室中製造出來，而且50年後，具有巨大能量的“黑洞炸彈”將使如今人類談虎色變的“原子彈”也相形見絀。

　　“人造黑洞”只能吞光線
　　人造黑洞的設想由威廉•昂魯教授提出，他認為聲波在流體中的表現與光在黑洞中的表現非常相似，如果使流體的速度超過音速，那麼事實上就已經在該流體中建立了一個人造黑洞現象。但利昂哈特博士打算製造的人造黑洞由於缺乏足夠的引力，除了光線外，無法像真正的黑洞那樣“吞下周圍的所有東西”。
　　黑洞炸彈可以造成10億人死亡
　　俄羅斯科學家亞力克山大•特羅菲蒙科認為，能吞噬萬物的真正宇宙黑洞也完全可以通過實驗室“製造出來”：一個原子核大小的黑洞，它的能量將超過一家核工廠。如果人類有一天真的製造出黑洞炸彈，那麼一顆黑洞炸彈爆炸後產生的能量，將相當於無數顆原子彈同時爆炸，它至少可以造成10億人死亡。”
　　據俄媒體透露，俄羅斯太空學家們早就開始關注於黑洞現象的研究，在俄羅斯太空學會為俄軍事院校21世紀軍人編的一部教科書上，就有幾章專門涉及“黑洞知識”。
　　“黑洞”無疑是本世紀最具有挑戰性、也最讓人激動的天文學說之一。許多科學家正在為揭開它的神秘面紗而辛勤工作著，新的理論也不斷地提出。不過，這些當代天體物理學的最新成果不是在這裡三言兩語能說清楚的。有興趣的朋友可以去參考專門的論著。