黑洞是啥？

到目前为止，还不知道黑洞的内部是什么样子。可以说，描述黑洞结构的特征是相对论天体物理学的一大挑战。一般来说，黑洞是由大质量恒星坍缩而成的。在恒星自身强大的引力作用下，所有物质都被压缩成一个体积无穷小的奇点，因此这里的密度是无限的，对周围的时空有巨大的引力影响。由于奇点的极端情况，这里所有的物理定律都失效了。目前，还没有物理理论能够描述其性质。

黑洞中心的奇点会强烈扭曲周围的时空，导致光被束缚而无法逃逸。黑洞中的逃逸速度比光速快。离奇点越远，逃逸速度越低。直到黑洞表面，逃逸速度降低到光速。黑洞的表面将时空分成两部分。我们无法获得黑洞内部的信息，因此黑洞的表面被称为视界。从奇点到视界的距离被称为Schwarzschild半径，它可以很容易地用机械能守恒定律计算出来：r=2gm/C^2（其中G是万有引力常数，M是黑洞的质量，C是光速）。如果太阳被压缩成一个黑洞，它的施瓦西半径只有3公里左右。

当黑洞吞噬恒星或气体物质时，它会在其周围形成一个吸积盘。物质被剧烈加热并释放出大量电磁辐射。探测这种电磁辐射是发现黑洞的方法之一。此外，如果黑洞中存在自旋现象，当黑洞旋转时，它也会随着周围的时空旋转。这个区域被称为能量层。

尽管黑洞的中心不能用物理定律来描述，但根据数学物理学家罗杰·彭罗斯的宇宙监测假说，视界内物理定律的失效对黑洞外的物理没有影响，所以我们不需要太担心现有物理理论的局限性。

天文学界明年要搞的大新闻，eyeopener今天就要给各位剧透啦。

如果不出意外的话，“黑洞照片”这一词会在明年席卷网络，霸占报章的大头条。首先，你现在看到的黑洞照片，没有一张是实拍，都是艺术渲染。这是因为黑洞的观测很困难，要么太小，要么太远，要么又小又远，而且黑洞的引力大到连光都无法逃脱。因此在银河系中心观测超大质量黑洞就像站在地球上给月球上的一张DVD拍照一样。既然迄今为止人类都没有近距离观察过黑洞，又为什么能一口咬定它确实存在呢？

通过反推法，也就是观察黑洞造成的影响，比方这段对银河系进行长达16年的慢速摄影之后，加速3200万倍的播放画面，可以看出这些星星在围绕着某种物体做轨道运动，而已知如此小却又能产生这么大引力的只有超大质量黑洞。另外一个现象就是星体碎片盘旋于黑洞边缘时，由摩擦带来的热量。人类是能够观测到的。这是两个穿过彼此的星系图片，通过观测X射线可以看出中至少有九个黑洞。这些小点点是距离银河系中心30-100亿光年的超大质量黑洞发出的射线源。而这只是茫茫宇宙的一角。

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