综述

人类从古代就开始充满了对于遥远宇宙的奇思妙想。因为对世界的认知太少，同时并不具备研究世界真相的意识和能力，在古人的眼中，天空之上生活着神仙佛祖，或者是上帝天使，总之，创造了人类，并且能够主宰人类生命和命运的高等级生物就生活在上面。

在他们的幻想中，天空有九层，不仅仅是我国的古代，就连国外也都像是约定好了一般，都把天界分成了九层高。也因此对星空的奇妙想法，也诞生了很多宗教，这些宗教以“上天的指引”来警醒世人，告诫世人。

当然，在科技发展到了现在的样子，我们已经清楚天空之上并不存在什么超意识的造物主，只有着可能并不存在生命的围绕地球旋转的天体，甚至环境恶劣到人类都无法在上面脱下宇航服。

而翻过太阳系，在广袤而无穷的宇宙之中，有着一个非常神奇的天体——黑洞。

黑洞是什么

可能很多人都听过“黑洞”这个词语，除了天体以外，在现代日常生活语言中，我们还赋予了黑洞另外一种含义，即平时看起来很聪明很厉害的人，却在另外一个领域非常笨拙，或者突然变得跟之前不一样了。还有一层含义是指一个人在某个领域比较弱势，比如说某人是“游戏黑洞”，就是说他对游戏完全不懂。”

而在我们的宇宙当中，黑洞就是一种有着非常强的引力，甚至光都无法从里面逃脱出来的天体。

1916年，科学家通过计算得到了爱因斯坦场方程的真空解，得出了黑洞的存在。科学家认为，宇宙当中存在着一种非常奇异的天体，它所产生的现象被称为是“视界”，一旦靠近，它强大的力量甚至能够将可以将光线给完全吸收进去，也因此，人类其实根本无法观测到黑洞，。

在2019年4月10日，人类终于拍摄到了黑洞真实的模样，它的核心是一个阴影，四周有着新月形状的光环，看起来非常漂亮瑰丽。而在此之前，人类只能凭借着一些间接的方法去计算出黑洞的讯息等，比如通过它周围聚拢的气体所产生出来的辐射等。

黑洞其实就是恒星演化结束，到了老年阶段，死亡之后所变成的形态，相当于是恒星死后以后残留在宇宙的遗体。那么黑洞是怎么形成的呢？

当恒星濒临死亡之前，它的核心会不断地产生塌陷，并在同时发生爆炸，直到恒星核心的物质转化成为了分子，又变成了原子，原子核也被分解，也就是都变成了中子的时候，恒星原本的核心已经在这个过程中被大力收缩成为了一个密度极高、空间和时间都被压缩其中的天体。

然而这并不代表着结束，因为死亡的恒星质量实在是太大了，所以哪怕是它的核心已经变成了全是中子形成的天体，然而极高密度下的中子与中子之间的排斥力也依然阻止不了它继续压缩，导致它持续不断地运动下去，就连中子也被搅碎，在其中成为了更小的粉末。

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在它的运动过程中，这个核心的形体体积不断地接近无限，密度也向着无限靠近，当它的半径被压缩到了一个临界点，超过的质量所产生的的时空扭曲会吸收一切路过的物质，这也就是黑洞的形成过程。

宇宙当中有着无数的星系，而每一个星系中都存在着一个黑洞。

虽然黑洞是恒星死亡后的遗体所形成的，但它并非是件坏事，就像是“蜡炬成灰泪始干”，或者也可以说是“化作春泥更护花”，黑洞对于星系的运转有着极其重要的作用，正是有了黑洞的引力作用，星系才能保持正常的运转，就如同太阳系中的行星环绕太阳按照一定的轨道运转一样，星系实际上也绕着黑洞运动。

太阳最终会变成黑洞吗

既然黑洞都是由恒星死亡后所形成的天体，那么我们所在的太阳在未来终结死亡，它会变成黑洞吗？

首先我们先来简单认识一下太阳，太阳目前是一颗黄矮星，已经45.7亿岁了，而根据黄矮星的一般年龄来看，太阳正处于壮年时期，直到再过50到60亿年，太阳才会走向衰亡。

在50亿年以后，太阳会因为内部没有足够的质量，可能并不能成为超新星，根据科学家们的计算，或许太阳将会变成红巨星，也就是说它的核心也会发生压缩作用，并且温度上升，所产生的热量也会在此过程中不断增加，使得太阳从矮星变为巨星，体积向外部扩张。

当它的内部温度达到1亿k的时候，氦聚变就会因为热量失控，发生氦闪，在猛地亮度增加以后，就会开始变暗，并且体积缩小。在当它的核心的氦聚变形成了足够的碳以后，太阳又会重复之前的核心压缩，外部向外扩张的状态。

而那个时候，太阳的半径将会变成现在的200倍大小，同时因为它的碰撞作用，甚至会一度扩张到地球的位置。在红巨星演化完成，太阳也就接近死亡，那么它是否会变成黑洞呢？

答案是不会，因为太阳实在是太小了。根据科学家的计算，太阳如果想要变成黑洞，那么它还要再增加20倍或者更大的质量。

在太阳死亡以后，更大的可能是会变成白矮星，也就是体积较小，光度低，呈现出白色的星体，最后在亿万年以后冷却变暗。

结论

宇宙的发展神奇多样，对于我们人类来说无比偌大的太阳，放在宇宙里只是如同蜉蝣一般渺小，是体积较小的物体。这更是提醒了人类，人外有人，天外有天，要一直保持谦虚的心态，发展科技，努力前进。

恒星演化及黑洞是怎样形成的？

黑洞就是坍缩的大质量恒星的残骸。（这是人类第一张黑洞照片，其实整张照片是这样滴。）

要讲黑洞怎么形成，就先得讲一下恒星的生命历程。

1，恒星形成：恒星的前身是原始恒星星云，主要由星际中的氢气、少量氦气和尘埃构成，绝大多数是氢气。原始恒星星云在引力的作用下逐渐靠近、汇聚，形成原始星球。太阳系里的木星就是这样一颗星球。由于自身重力作用，星球核心的压强和温度都很高，木星内核温度接近1万摄氏度。当原始星球的质量达到木星的80倍，那么，星球核心的压强和温度就会引发持久的氢核聚变。氢聚变为氦释放热能，星球就开始发光，恒星就形成了。

2，恒星主序星阶段：这时进行核聚变的氢是位于恒星核心部位的氢。由于恒星外壳的强大压强，发生在核心的聚变被稳定的约束在核心，而不会发生像核弹那样的爆炸。恒星内核炽热的氢核聚变产生向外膨胀的热压力，使得恒星向内坍缩停止，恒星略微膨胀。当膨胀的热压力与向内坍缩的自身重力（引力）达到平衡，恒星的温度和体型都稳定下来，持久燃烧，这叫恒星的主序星阶段，占恒星寿命的90%以上。能观测到的90%的恒星都处于这个阶段。

3，红巨星或红超巨星：经过几百万年到几年亿年之后（快慢取决于恒星质量，质量越大时间越快），恒星内核的氢都聚变为氦了，燃料耗尽，核聚变停止。恒星开始冷却，热膨胀压力变小，恒星引力占据上风，恒星开始重启坍缩。由于内部压强和温度再次上升，中间层的氢开始聚变为氦，中间层的氢燃料要比之前恒星核心的氢原料多得多，聚变会很剧烈，温度快速升高，热膨胀压力占据上风，恒星快速膨胀为红巨星。太阳在红巨星阶段直径会超过火星轨道。由于聚变剧烈，燃烧得快，所以这个阶段只会持续几百万年就会进入下一阶段。

4，恒星不同的结局：恒星在这个阶段走向分化。

红矮星：小于0.4倍太阳质量的恒星，恒星的自身引力不足以使氢聚变的产物——氦发生聚变，恒星一直作为红矮星燃烧完自己的燃料，然后慢慢冷却。但是这个过程很长，比宇宙的年龄还长，至今没有观测到红矮星的终结。《三体》里面的比邻星就是这样一颗红矮星。

白矮星：0.4-3.4倍太阳质量的恒星，在红巨星最后阶段，由于氢聚变产生的氦越来越多，氦核由于自身引力而坍缩，温度和压强最终引发氦聚变，产生一系列复杂的聚变和化学反应，太阳的这个过程会持续10亿年。氦聚变的最后一刻会发生“氦闪”（可参考《流浪地球》的相关科普文章），在一次巨大的爆发中，把恒星外层气体剧烈抛出，剩下一个尺度很小但是非常致密的内核，叫做白矮星。这个内核由电子简并压支撑住自身的引力，简单地说，就是围绕在原子核外旋转的电子支撑住了恒星自身的体重，使坍缩停止。高温的白矮星在漫长岁月中会冷却为黑矮星。

中子星：超过太阳质量5倍的恒星，恒星内核会产生一系列聚变，铁元素之前的较重元素都会生成，一直到铁元素停止，因为铁元素聚变不再释放热能，而是吸收热能，核聚变立刻停止，恒星内核立刻坍缩。这就好像人吃饭噎到了，而发生剧烈爆炸。恒星外面的气体被抛出，成为下一代恒星的原料，我们的太阳系就是这些原料形成的。

如果残留的内核质量介于1.44倍~3.2倍太阳质量之间，这个内核的自身重力就将超过电子简并压的支撑力，从而把电子压到原子核里，使质子变为中子，这个内核就是大名鼎鼎的中子星。由于中子的体积只是原子的几千亿分之一，所以中子星的体积是非常小，是白矮星体积的几千亿分之一，直径只有十几公里，相当于一个城市大小，而质量却是太阳的2、3倍，密度极其之大。这个时候内核是由中子简并压在支撑自身重力，使形状保持稳定。

黑洞：残余内核超过太阳质量3.2倍时，再没有更大的力能支撑恒星自身重力，恒星将不可避免地持续坍缩下去，最终成为尺度无限小的1个点。这时这个残核的密度无限大，温度无限高，时空曲率无限大（引力场无限大），使得光都不能逃离，所以外界是无法观察到它的，所以被称为“黑洞”。这时现有物理学定律在“黑洞奇点”里完全失效，其内部我们无法观察到，内部规律我们也无法研究。黑洞的内核只是一个点，但是内核之外存在一个边界，这个边界内的光都无法逃逸，我们看到的是一个球形黑区，这个球形的外边界就叫“黑洞视界”。

前天（2019.4.10 21:00）发布的第一张黑洞照片，中间黑色的区域就是“黑洞视界”，那不是“黑洞奇点”（黑洞的全部质量所在），而是我们看不到光的最大边界。

黑洞是一种引力极强的天体,就连光也不能逃脱.当恒星的史瓦西半径小到一定程度时,就连垂直表面发射的光都无法逃逸了.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.由于黑洞中的光无法逃逸,所以我们无法直接观测到黑洞.然而,可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在.

黑洞的形成原理其实并不复杂.黑洞不过就是死亡恒星的“尸体”.我们知道恒星都是质量很大,会发光发热的星体.它们放出能量是因为在进行剧烈的核反应.也是由于这种“爆炸”使它们维持着较大的体积.而任何反应都象燃烧一样,总有把燃料烧尽的一天.核反应也不例外.当燃料烧尽它就“熄灭”了.这时由于它巨大的质量,根据万有引力,在相应巨大的引力作用下就开始“坍缩”.所有的物质向中心挤压.中心的密度越来越大.最后把物质的原子也压垮了.又进一步压缩.由于星体质量不同,引力大小不同.最后的结果略有不同：

象太阳这样质量的星体最后压垮了原子.把原子核压到了一起.这样的恒星“残骸”就是白矮星.

如果象太阳质量10倍这样大的恒星.最后引力会把原子核也压碎.而把中子挤在一起.这样的就是中子星.

再大.象太阳质量30倍以上的恒星.最后把所有的基本粒子通通压烂.成了一粒“夸克糊”,几乎没有体积的一个“点”.这就是可以结束时间,吸进任何东西包括光的,神秘的黑洞

这个我也是从资料里面看到的，其实黑洞是一种带有引力的天体，之前也是一个恒星 ，后面死亡了，就形成了黑洞，其实黑洞并不是一个洞，只是他的的引力可以把光给吸收掉，所以给人一种洞的感觉，这个应该是恒星燃烧完全后形成的

物质质量能通过高温加高压加高速运动面改变的。

黑洞高是通过上述三个功能，再加上很长一段时间，把物质质量例的提高。

由于运动中的物质质量提高了，所以:温度与圧力和运动速度也跟随提高，并周而复始。

简单的说:

黑洞是由很老的;

很高质量的天体，寿终正寝而来的。

符合天体新陈代谢的程序。

浩瀚宇宙中有无数天体，“A星”是其中“年迈”的一员，连它自己都不记得诞生至今已有多少时光了，但是此刻它感觉得到，自己大限将至了，布满裂痕的星核已经支撑不了自己庞大的躯体……终于，崩溃，塌陷，爆炸，聚变，A星的一切都变成了中子，但这还没有结束，强大质量产生的强大引力把中子也碾碎，引力变的更大了，大到开始吸收周围的一切，大到时空都扭曲了，“路过”的光也无法幸免——黑洞就诞生了！

问：黑洞通向哪里？

答：让我们从黑洞是什么开始回答这个问题。

黑洞产生于庞大恒星的陨落。恒星的质量非常大，这意味着恒星的引力也非常大，正是引力使你可以站在地球上，而不会飘向太空。

图解：位于M87中心的超大质量黑洞，推估质量达太阳的数十亿倍。这是人类史上第一张直接对黑洞观测的天文影像，由事件视界望远镜所拍摄，发表于2019年4月10日。

恒星是由大量灼热的气体组成的星体，释放出大量的热量，从里往外地推动恒星。

通常来说，引力产生的拉力和热力产生的推力会彼此平衡，但是随着恒星“渐入暮年”，它将燃尽内部的燃料，推力也会逐渐减小。此时引力大获全胜，恒星所有的物质由于引力被向内拉去，最终成为一个点，就是我们所说的黑洞。

黑洞无法逃离

因为黑洞是由大量物质挤在很小的空间而形成的（用物理学语言说叫做密度很大），它能够产生巨大的引力，吸引一切靠近它的东西。

它产生的拉力非常强大，如果你过于靠近它，甚至拼尽全力快速经过它，都免不了被吸过去的命运。这被航天学家称作黑洞表面，一旦落入黑洞表面就绝无可能逃离。

图解：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。

黑洞之所以叫做黑洞，是因为如果我们给黑洞拍一张照片，照片上什么也看不到，没有光线能够从黑洞中逃逸出来，而相机的原理就是记录光线，你只能看到黑洞周围黑黢黢的一个环。

图解：上：艺术家描绘超大质量黑洞从邻近的星体上抽走物质。 左下：超大质量黑洞的X光映像。 右下：超大质量黑洞的光学映像。

可惜的是，没有照相机能做到。航天学家们只能通过黑洞拉扯物体，趁物体尚未被完全吸进去的过程来一窥其貌。没有办法看到黑洞里面的样子

所以，黑洞通向何方？

图解：超大质量黑洞从吸积盘中吸积的概念图。

现在，让我们来回答这个大问题：当你进入黑洞之后，会发生什么？答案目前尚不可知，但我们正在试着解答！

一个说法认为，黑洞是虫洞的大门，虫洞连接着两个平行的空间，这意味着你可以跳进黑洞，然后来到宇宙的另一个角落，甚至是一个与我们的宇宙完全不同的平行宇宙。

图解：若地面附近有一个虫洞，它可能是这样的

航天学家花了大量的时间试图描绘虫洞的结构和原理，但除非能找到真正“看到”黑洞的方法，否则我们永远无法得知进入黑洞后是怎样的情景。

也许有一天你会变成一个科学家，解决这些未解之谜，所以继续探索这些神奇的问题吧！

相关知识延伸阅读

在广义相对论中，白洞是一种理论推测出来的时空区域，物质与光线无法进入这个区域中，但是可以从这个区域中向外出现。白洞的性质与黑洞相反，光与物质可以进入黑洞中，但是无法从黑洞中离开。这个理论最早由伊戈尔·德米特里耶维奇·诺维科夫在1964年根据对史瓦西解的计算，而提出这个假设。

图解：最大扩展黑洞时空结构图。水平方向是空间，垂直方向是时间。

目前已经有许多证据显示黑洞存在，到现在还没有任何证据表明白洞存在，因此白洞仍然只是一种由理论推导而出的假想星体。白洞的存在也违反热力学定理，因为热力学认为熵不是保持不变就是增加，但白洞会使熵减少。于2012年发表的一篇论文认为宇宙形成最初的大爆炸是短暂喷发的白洞。在论文中，作者还认为白洞理论可以解释2006年发现的伽玛射线暴——GRB 060614。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. Ayue- theconversation

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