宇宙中的黑洞是一种极其密集的天体，密度高到连光速也无法逃逸。它形成于恒星死亡后的坍缩过程，包裹在一个无法逾越的事件视界之内。这一现象是由于引力场极端强大，使得时空被扭曲，光线无法穿越。科学家研黑洞的成因和性质，希望揭晓它们的神秘面纱。黑洞的存在引发了人们对宇宙本身的本质和演化过程的思考，也启发了许多深刻的科学理论。对于我们人类而言，黑洞可能是宇宙中最神秘和引人入胜的天体之一。
黑洞在最近几年变得很热门，科学家公布发现两颗黑洞相撞产生重力波，研究黑洞相撞产生重力波的科学家得到诺贝尔奖，而科学家可能公布黑洞阴影的影像！
常常出现在科普文章和科幻小说中的黑洞，是大家相当熟悉的名词，但是对黑洞到底是什么？似乎又觉得陌生，接下来用简述语言来为你解密什么是黑洞？
黑洞的示意图。图片来源：NASA/JPL-Caltech
认识黑洞之前，先来认识什么是脱离速度。
要跑得快才能脱离黑洞？
脱离速度是指一个没有动力的物体，脱离一个天体表面，不再掉下来的最低速度。以地球为例子，不考虑地球大气的情况下，一个物体要离开地球的脱离速度是每秒11.2公里，只要一个物体的速度超过每秒11.2公里就会永远离开地球，如果物体的速度小于脱离速度就会再落回地球。脱离速度和天体表面的重力有关，跟物体本身的质量没有关系，一颗小石头和一栋房子脱离地球表面的速度都是每秒11.2公里。
月球的重力比地球小，所以脱离月球表面的速度就只要每秒2.4公里。而太阳表面的重力比地球大，所以需要超过每秒618公里的速度才能脱离太阳。
如果在黑洞的表面（事件视界）上，那么要离开黑洞的脱离速度是多少呢？黑洞的脱离速度超过每秒30万公里，也就是要超过光的速度。但是世界上没有东西可以跑得比光还快，所以连光都无法离开黑洞的表面，也就是说一旦有东西掉入黑洞的事件视界，就永远跑不出来了。因为连光都离不开，所以黑洞不会发出任何的光（或电磁波），这样的物体就称为黑洞。
史瓦西的黑洞
黑洞的观念一开始是从理论上算出来的。19，爱因斯坦发表广义相对论，几个月后德国的物理学家卡尔·史瓦西（Karl Schwarzschild）在爱因斯坦的重力场方程式中，找到一个精确解。史瓦西的精确解导出所谓的史瓦西半径，也就是一个不旋转且不带电的黑洞大小，在这个黑洞半径内，任何东西都无法逃脱，包括光。
史瓦西的照片。图片来源：WJ基百科
史瓦西把他的计算结果寄给爱因斯坦，爱因斯坦非常的惊讶，因为当时爱因斯坦本人只算出近似解，爱因斯坦用这个近似解成功解释水星的近日点进动。更让人佩服的是，史瓦西当时深受病痛，还为德军在苏联前线作战，居然可以在这样的情况下，得出这样惊人的成果！
史瓦西在给爱因斯坦的信中写道，「就如你所看到的，这场战争对我并不坏，虽然身处战火之中，但是战争让我暂时远离这个世界的纷扰，悠游在你所创造的世界里。」从这段文字中，可以看见史瓦西对科学的喜爱。可惜的是，史瓦西在195月病逝，得年42岁。
可能是黑洞的概念太怪异了，爱因斯坦不认为宇宙中真的有黑洞，他认为黑洞只是存在于相对论的观念里，是一个理论上算出来的东西。这个连爱因斯坦都怀疑的天体，它到底存不存在呢？关于黑洞的7个问题：
什么是黑洞？如果太阳变成黑洞，地球会被吸进去吗？黑洞怎么长大的？天鹅座X-1是不是黑洞？可以用黑洞做时空旅行吗？黑洞和黑洞相撞会撞出什么？银河系中心有一颗大黑洞吗？
大麦哲伦云面前的黑洞（中心）的模拟视图。请注意引力透镜效应，从而产生两个放大，以星云最高处扭曲的视野。银河系星盘出现在顶部，扭曲成一个弧形。图：Alain r
文章来源：屋顶上的天文学家
