“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。

    既然黑洞是看不见的天体，如何才能找到并研究它呢？又怎么去了解和确定它的存在呢？美国两位天文学家用一台计算机模拟出一颗同太阳般大小的恒星落入黑洞的情形。计算机的模拟结果表明，黑洞吞吃恒星的方式有两种：一种情况是，当一颗恒星朝着黑洞方向运动时，它很快被黑洞的引力拉长，变成一束物质流被吸入黑洞，同时产生巨大的能量，其中包括X射线。

　　另一种是，当一颗恒星进入黑洞的引力范围后，在下落时受到潮汐力的作用，恒星的物质在黑洞外围形成一个抛物形盘状结构，气体和尘埃沿轨道绕黑洞旋转，逐渐被吸入黑洞，而这个逐渐消失的盘状尘埃结构的X射线将稳定地辐射。

　　天文学家们对天鹅座X-1进行了研究，发现它是一个很强的X辐射源，在它附近有一颗大约5倍于太阳质量的普通恒星围绕着发出X射线源的地方旋转。根据其运动方式可以算出，X射线源的质量应当具备10倍于太阳的质量，然而在那儿却无法看到任何东西。一个天体质量如此之大，又不发光，却发出X射线，很可能就是黑洞了。加利福尼亚大学的天文学家们也声称，他们已探测到了以每秒200千米速度绕银河系中心运动的气体流。离中心越近，气体流的速度越快，并已测到了星系中心的射电源，其能量非常巨在，而体积却非常之小，因此在银河系的中心很可能有一个黑洞存在。

　　1994年2月27日，哈勃太空望远镜摄到了室女座的M87星系中心存在漩涡状气体云盘的照片。从这个云盘中发现，它的大部分物质是因1万摄氏度左右高温而处于电离状态的氢气。计算结果显示，促使云盘高速旋转的盘状区域中心，存在着质量相当于30亿个太阳，而体积却并不超过太阳系的天体。由于周围并不存在产生如此巨大引力的其它天体，唯一的解释是，这个天体就是人们长久寻找的，存在于银河系中心的一个黑洞。

白洞  另:广义相对论所预言的一种与黑洞相反的特殊天体。和黑洞类似，它也有一个封闭的边界，聚集在白洞内部的物质，只可以经边界向外运动，而不能反向 运动，就是说白洞只向外部区域输出物质和能量，而不能吸收外部区域的任 何物质和辐射。球状白洞的几何边界也是以史瓦西半径为半径的球面。其外 部时空由史瓦西度规描述。白洞是一个强引力源，其外部引力性质与黑洞相 同。白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。白洞学说主要用来 解释一些高能天体现象，有人认为，类星体的核心就可能是一个白洞。当白 洞内中心奇点附近所聚集的超密态物质向外喷射时，就会同它周围的物质发 生猛烈碰撞，而释放出巨大能量。因此，有些剧烈的射电射线现象可能与白 洞的这种效应有关。白洞目前还是一种理论模型，尚未被观测所证实.