黑洞

　　廣義相對論(見相對論)所預言的一種特殊天體。它有非常強大的引力，以致使投射到這種天體上的物質隻進不出，連光線也反射不出來，因此稱之為黑洞。

　　早在1798年，法國數學傢、天文學傢 P.-S.拉普拉斯根據I.牛頓的引力理論曾預言過類似於黑洞的天體。1915年A.愛因斯坦提出廣義相對論後不久，德國天文學傢K.施瓦茨希爾德建立瞭一個隻考慮天體品質的黑洞模型。1916～1918年間，H.賴斯納和G.諾茨特隆提出瞭帶電的黑洞模型。11939年J.R.奧本海默等人根據廣義相對論，研究瞭恒星的引力坍縮過程，明確提出瞭黑洞概念。1963年J.克爾提出瞭旋轉黑洞模型。1965年，以E.T.紐曼為首的研究小組更進一步得出瞭同時考慮質量、電荷及角動量的黑洞解，使經典的黑洞模型臻於完備。70年代以來，英國物理學傢S.W.霍金等人提出瞭黑洞熱力學，並在此基礎上建立瞭量子力學的黑洞模型。該模型認為，如果考慮到黑洞周圍的量子漲落，則黑洞就類似一個普通的熾熱物體，能產生並射出粒子和輻射，其溫度與黑洞的質量成反比，從而使傳統的黑洞概念發生瞭質的變化。

　　現在一般認為黑洞有3種類型：①大質量恒星在其晚期演化中由於引力坍縮而形成的黑洞，其質量一般為太陽質量的3～50倍；②在星團或星系的中心，由於星體碰撞形成巨大的天體，然後經引力坍縮而成超巨質量黑洞，其質量在太陽質量的100萬倍到1億倍以上；③在宇宙“大爆炸”的初期，由於膨脹過程中的局部漲落，在那些極致密的地方可能形成原生的小黑洞。典型的原生黑洞，質量為10億噸，其半徑隻有原子核大小。觀測表明，天鵝座 X-1極有可能包含著一個黑洞；在橢圓星系M₈₇的核心，也可能有質量為9×10⁹太陽質量的巨型黑洞。但目前尚無有說服力的證據表明原生小黑洞的存在。

　　黑洞的形成過程和恒星、星系以及宇宙的演化密切相關，因此其研究成果將直接促進天文學和宇宙學的發展。最初的黑洞理論隻講吸引、收縮，一旦和量子力學結合，該理論認為黑洞可能也有發射和爆發，吸引也轉化成瞭排斥。因而，黑洞不再是物質演化的終點，它有可能轉化為其他的物質形式。這就進一步論證瞭吸引和排斥的對立統一以及物質在不斷轉化中發展的辯證思想。從經典的黑洞模型到量子力學黑洞模型的發展過程表明，黑洞不僅是可以認識的，而且實際上對黑洞的認識也正在不斷深化。