圖為黑洞

黑洞是空間的一個區域，那裡引力非常強，以至於任何東西，甚至是光都無法逃脫。黑洞不是空無一物的空間，而是被擠進狹小空間的物質所填滿。

誰發現了黑洞？物理學家卡爾·史瓦西在1916年偶然發現了黑洞，當時他正在為愛因斯坦的廣義相對論尋找一個特解。他試圖找到一個單一的、孤立的、對稱的物質球的引力的解決方案——比如我們太陽系中心的太陽。但是這個解決方案包含了一個特殊的特徵：這個理論在一個特定的半徑上表現得很奇怪，這個半徑現在被稱為史瓦西半徑。

圖為物理學家卡爾·史瓦西

後來人們才意識到為什麼這個半徑如此特殊。如果你把一個物體的質量壓縮到小於這個半徑的空間裡，它的引力將壓倒所有已知的力，任何東西都無法逃脫。早期的物理學家認為這種情況永遠不會在自然界中發生。但是在20世紀30年代後期，當印度物理學家發現在一定密度以上，沒有任何力量能壓倒引力時，自然確實允許黑洞存在的事實變得清晰起來。然而，黑洞只能在最極端的條件下形成。

黑洞是如何形成的？恆星產生光和熱是由於其核心的引擎，這個過程被稱為核聚變。在那裡，兩個較輕的原子融合在一起形成一個較重的原子，這個過程釋放能量。這些較重的原子隨後融合形成更重的原子，以此類推，以保持恆星不斷地產生光和熱。

因此，當質量超過太陽八倍的恆星接近生命盡頭時，它們會在核心中融合越來越重的元素，比如矽和鎂。最終它們開始形成鐵。但鐵聚變需要的能量比反應產生的能量要多，所以在那個時候，沒有什麼能抵消恆星自身質量向內的引力。所以這顆巨大的恆星就會坍縮。在如此巨大的重力作用下，恆星的核心會被擠壓到史瓦西半徑之外，這時就形成了一個黑洞。

圖為黑洞

由於沒有已知的力可以阻止坍塌，一旦物質形成黑洞，它就會繼續向下擠壓，直到它變成一個奇點，一個密度無窮大的點。奇點的周圍是視界，這是一個不可見的球形邊界，標誌著黑洞的入口。任何東西一旦穿過視界，就永遠無法離開。為了逃離黑洞，人們必須以超過光速的速度前進，而由於沒有任何東西的速度能超過光速，黑洞的吞噬註定要失敗。超大質量黑洞的質量是太陽的數百萬倍，它透過吞噬周圍的物質和與其他黑洞合併而形成，這需要數億年的時間。

黑洞內部會發生什麼？黑洞絕不是真空。在裡面，你會發現一堆又一堆的質量被壓成一個無限小的點。奇點的引力將不可避免地把任何質量帶向它。無論你面對的是什麼方向，或者你如何奮力抵抗，你都一定會在有限的時間內到達奇點。

物理學家不知道奇點處會發生什麼。這是一個極端的環境，以至於我們現有的所有物理學知識都無法解釋這裡。（彬）