人类已知最快的速度是光速，光可以在广阔的宇宙空间中来回穿梭，也可以抵达宇宙的任何角落。可是速度如此快的光在宇宙中也有天敌，这个恐怖的存在正是黑洞。黑洞会将自己周围的一切物质吸入其中，连光都无法逃脱它巨大的引力。
黑洞，是人类既陌生又熟悉的存在。到现在我们都无法弄清楚黑洞内部到底是什么模样，进入其中又会发生什么事情。熟悉的是，我们知道它就如同它的名字一样，代表着无边的黑暗，而人类对于黑暗有着天生的恐惧。那么黑洞到底是什么？
黑洞
黑洞是天文学和天体物理学当中聚焦的重点，一直以来大家对这一宇宙当中神奇的天体议论纷纷，最终给它下了这样一个定义，指出它的时空曲率之大使得光都无法逃脱。光不仅意味着最快的速度，在意象当中也代表着“光明”。
在人类的心中，光明总是可以打败黑暗，可是在黑洞掌握的宇宙法则中却恰恰相反，这使它变成了宇宙当中最可怕的东西。
黑洞的构造比较简单，中心是一个奇点，周围则是由黎曼几何曲率张量构建的时空，这个时空的边界具有单向性，换言之，物质只能进入其中却不可能出来。爱因斯坦的广义相对论当中认为，黑洞是由恒星的死亡坍缩形成的，所以它的引力才会如此巨大。
如果我们按照物理性质给黑洞划分种类，那么可以将其分为不旋转不带电荷的黑洞、不旋转带电黑洞、旋转不带电黑洞和旋转带电黑洞，其中第一种不旋转不带电荷的黑洞是我们最熟悉的“史瓦西黑洞”。
这种黑洞就符合爱因斯坦广义相对论当中对于黑洞的描述，它的来源正是质量很大的恒星。一般认为，质量是太阳三倍以上的恒星，才有可能形成“黑洞”，所以担心太阳变成黑洞的人可以放心了。
恒星级黑洞算是黑洞家族当中质量最小的了，在不少星系当中存在着巨型黑洞，这些黑洞的质量是太阳的99万倍到400亿倍之间。以我们对于天体大小的想象力，很难想象这种黑洞到底有多大，而显而易见的是，质量越大的黑洞其引力就越强，有时甚至可以驱使一整个星系旋转。不少科学家就认为，在银河系的中心存在着这样一个黑洞。
以上还只是这些年来人类对于黑洞的推测，在黑洞的背后还有无数尚未解开的谜题。对于宇宙中这样一个庞然大物我们都很畏惧，因为尚且不能快速有效地观测到它，这就意味着我们可能一直都在靠近它却不自知。出于对黑洞引力吞噬的恐惧，人类渴望找到探索出黑洞的演化进程。
既然黑洞可以吞噬宇宙中的所有天体，那么被黑洞吞噬的物体都去哪里了？
被黑洞吞噬的天体
在前文中描述黑洞的定义时有提到这样一点，黑洞会吞噬周围的所有物质，哪怕是光都无法逃脱，就更不用说运动很慢的天体了。因此，如果有天体在黑洞附近，那么它们的命运就是板上钉钉的事情。
可是，这些被黑洞吞噬的天体都去哪里了呢？按照黑洞单向膜只进不出的构造来说，这些天体应该都被它“消化”了，那么在这样无休止的吞噬之下，黑洞就会无限变大吗？假如黑洞真的可以无限变大，那么我们的宇宙是不是迟早也会被“巨型黑洞”完全吞噬？
以上这些问题，不仅普通人会感到疑惑，其实科学家们这些年也被它们所困扰。所幸在坚持不懈地探索之下，我们还是了解了一二。如果说爱因斯坦的相关理论为我们打开了探索宇宙的全新视角，那么霍金作为后起之秀，就是解开前人假设和谜题的“解密人”。
基于黑洞的单向性，过去我们总认为它是只出不进的。但是1974年时，霍金就将量子理论应用于黑洞的研究，至此提出了一种全新的概念，也就是“黑洞辐射”。从辐射一词就可以看出，霍金眼中的黑洞不再是“只出不进”的饕餮，而是能通过热辐射释放能量，渐渐缩小消失的“正常天体”。
按霍金蒸发效应计算黑洞的寿命与其质量的关系式是这样的：
t≈1065R3.在这一关系式当中t是黑洞的寿命，R则是黑洞质量与太阳质量的比值。
霍金的黑洞辐射理论是基于狄拉克的“真空量子理论”所提出的，他认为在黑洞周围有着无数护卫反粒子的虚粒子对。这些正、反粒子在相遇时可能会被吸入或者湮灭，而其中的正能态粒子是可以逃出黑洞的，这些逃出黑洞的粒子就形成了所谓的辐射。
因此，按照霍金黑洞辐射的理论。那些被黑洞吞噬的天体，会以热辐射的方式被释放出来，但是显然即使能出来，也是数万亿年以后了，毕竟黑洞的热辐射是很慢的。并且以热辐射方式出来的“天体”，早已失去了原来的模样，这是因为早在进入时它就已经被扯碎了。
可以看出，在霍金看来黑洞并不会无限变大，它是有消亡的那一天的，但是以人类短暂的一生来说，是永远看不到的。并且，进入黑洞的那些物体总会以另一种形式重现宇宙，不过形态早已发生了变化。但是不得不说，霍金的黑洞辐射理论中，粒子的动量和位置都不能同时确定，因此还有许多待证实的部分，所以我们并不能将其当做确定的理论。
人类对于黑洞的了解还是太少了，所以大多数的理论都具有推测性质，这些理论可能要等几十年甚至百年之后才会得到证实。但不论怎样，黑洞客观存在的事实已被证明，它并不是“神学鼓吹者”所说的神明居住的高级维度。
黑洞的发现历史
在不少人的认知当中，黑洞是在爱因斯坦提出广义相对论之后才出现的，这种观点其实比较片面。因为人类早在1783年时就已经意识到了宇宙当中存在着黑洞，不过其对黑洞的称呼有所变化。
英国地理学家John Michell,在1783年写给亨利·卡文迪什的一封信中提出这个想法：
他认为一个与太阳同等质量的天体,如果半径只有3km,那么这个天体是不可见的,因为光无法逃离天体表面。
12年之后，拉普拉斯也指出宇宙中有一个天体可以吸引光线，并且在著作《宇宙体系论》当中提出了相关计算公式，这时的黑洞在人们眼中还是一个“不可见星”。不过，在广义相对论提出之前，我们是无法正确描述黑洞的，可以说广义相对论是人类得以研究分析黑洞的基础。
德国天文学家卡尔·史瓦西正是基于爱因斯坦的引力方程，提出了当物质集中于空间一点，其周围会形成“视界”，而这个视界存在单向性，只要进入就不可能再逃出。我们前文中也有提到有关于史瓦西黑洞的相关概念，在这之后，“黑洞”这一名称才真正被启用。
人们在未来的100多年中，对黑洞展开了无数研究，在科学家的努力之下我们发现了更多关于黑洞的信息。比如说除了史瓦西黑洞以外，学界还确定了克尔纽曼黑洞等等。相较于17世纪和18世纪对黑洞的模糊描述而言，现在变得更加具象化了。更不用说，霍金的黑洞辐射理论，挑战了黑洞“只出不进”的基本性质。
2019年4月21日时，人类获得了首张黑洞照片。这张照片中的黑洞位于M87星系，其质量约为太阳的65亿倍，距离地球5500万光年左右。从照片中可以看出，黑洞的中心正是漆黑一片，而发光的是它周边的吸积盘。
值得一提的是，这张照片并不是由某个设备拍摄得到的，而是由全世界近10台的毫米波望远镜进行联网观测后才得到的，可见拍摄黑洞是一件极为困难的事情。
在拍摄之前的准备工作也很繁冗，因为黑洞本身是很难被探测到的，如果探测都成问题又怎么可能完成拍摄呢？所以，找到黑洞的所在也很重要，那么一般会通过什么方法找到黑洞呢？
可以利用引力效应、辐射效应、密度效应和引力透镜等方式，以辐射效应为例，当黑洞在利用自己的引力吸引周围的物质时，这些物质会产生碰撞，从而辐射出各种电磁波。其中的X射线还可以形成射线源，所以我们可以追寻着X射线源揪出藏匿在它背后的黑洞。
白洞与虫洞
黑洞作为宇宙当中横行的霸主，不仅可以吞噬所有的天体，还会在发展的过程中通过合并变大。白洞正好与之相反，这一假设天体也是基于广义相对论提出的，它的一切性质和基本特征都与黑洞完全相反。
因此也有不少科学家认为，黑洞的背后可能存在着白洞。白洞会被黑洞吞噬掉的天体在喷射回宇宙当中，按照这种说法来看，白洞是“只出不进”的。不过，虽然我们都期待着宇宙当中有白洞这种存在，毕竟它可以将黑洞吞掉的东西重新返还给宇宙。但是这些年里，我们从未探测到类似“白洞”的天体，所以至今它都活在人类的假设中。
和黑洞、白洞同样有名的就是虫洞了，虫洞之所以这么受大家关注，就是因为它也许可以帮助我们实现“时空穿梭”的梦想。其实从某种角度来说，黑洞也能帮助人类实现时空穿越，但是黑洞巨大的引力却使我们望而却步。虫洞就不同了，它像是一条狭窄的隧道，连接起了两个不同的空间，只要能通过外力保证它的稳定性，那么实现时空穿梭可谓是易如反掌。
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