黑洞聽起來非常複雜，有各種各樣奇怪的事情發生，比如，強烈的引力、空間結構的扭曲、時間本身的扭曲。并且，黑洞沒有通常意義上的表面，在它周圍的空間中隻有一個區域或邊界，但我們仍然無法直接看到。這個邊界被科學家們稱為事件視界，任何超越事件視界的東西都注定要被壓碎，因為它越來越深入到黑洞的引力井中。當一顆恒星耗盡核燃料發生崩潰，若其核心或中心區域的質量大于三個太陽，在被稱為黑洞的空間中，則沒有已知的核力可以防止核心形成深的重力扭曲。那麼，吞噬物質的黑洞到底是什麼，它的增長是否會受到限制？

通常，隻要将足夠的物質擠壓到足夠小的空間中，就會産生黑洞。有強有力的證據證明黑洞并不隻有一種類型，除了常見的恒星黑洞以外，還有中質量黑洞和超大質量黑洞，它們之間最大的區别就在于質量的懸殊。恒星黑洞和中質量黑洞都是大質量恒星演化的自然結果，但超大質量黑洞的起源則仍是一個謎，它們隻存在于星系中心。目前尚不清楚它們是形成于形成星系的氣體雲的初始坍塌、來自恒星質量黑洞的逐漸增長、來自中心位置的黑洞群的合并，還是因為其他機制而形成。

關于恒星黑洞的質量，因為它繞着看不見的伴星運行，我們可以通過觀察恒星的軌道加速度來推斷。同樣的道理，通過使用圍繞中心黑洞旋轉的氣體雲的軌道加速度，便可以确定超大質量黑洞的質量。當軌道加速不能用于确定黑洞的質量時，天文學家還可以通過測量落入黑洞物質所産生的X射線光度，以對其質量設置下限，因為流出的X射線壓力必須小于流入物質黑洞重力的拉力。比如，估算在距離M82星系中心約600光年的密集星團中所發現的黑洞質量，科學家們發現該黑洞的質量必須大于500倍太陽質量，這比已知的恒星黑洞大得多，但又比超大質量黑洞小得多，所以它被稱為中質量黑洞。

而具有數百萬顆恒星質量的超大質量黑洞，則被認為位于大多數大型星系的中心。通過光學和無線電觀測觀測表明，恒星或氣體雲的速度急劇上升，環繞着星系中心，高軌道速度意味着巨大的東西正在形成一個強大的引力場，正在加速恒星。通過X射線觀測表明，可能是由于物質進入黑洞，在許多星系的中心産生了大量的能量。如何在銀河系的中心形成超大質量黑洞？其中一個想法是，在數百萬年的過程中，一個單獨的星形黑洞形成并吞噬了大量物質，以産生超大質量黑洞。而另一種可能性則是形成了一簇星形黑洞，并最終合并成一個超大質量黑洞，或者，單個大型氣體雲坍塌形成了超大質量黑洞。

隻要物體的軌道大小遠遠大于黑洞事件視界的直徑，它們便可以在沒有任何嚴重後果的情況下繞軌道運行。關于這個安全繞行軌道值，對于恒星黑洞而言大約為30公裡，而對于一個超大質量黑洞而言則為數百萬公裡。因此，如果任何物體距離太近，它的軌道将變得不再穩定，并終将落入黑洞。當物質落入其中，黑洞便會開始生長，捕獲的質量增加了黑洞的質量。對于恒星質量黑洞而言，每當捕獲一個太陽質量的物體，其事件視界的半徑就會增加約3千米。從理論上講，黑洞可以無限制地增長，然而，在宇宙中的黑洞沒有無限的食物供應，因為遲早他們會在引力範圍内消耗所有物質！

并不是黑洞周圍的所有物質，都注定要落入黑洞，有時氣體會以很快的速度從磁盤吹走的熱風中逸出的物質。更為引人注目的是X射線和無線電觀測顯示，遠離一些超大質量黑洞附近的高能噴射器，可以在近光束中以近乎光速進行移動，并且這個過程可以行進數十萬光年。然而，即使物質能夠以光速移動，一旦它超過事件視界，它就無法逃脫，因此也無法從黑洞中回到原處。這是因為黑洞内部的引力場非常強，以至于空間自身彎曲，任何落入黑洞的東西都隻能朝着一個方向行進，即朝向中心的奇點，這是一個無限密度點。雖然霍金表明量子理論暗示黑洞應發射輻射，但預計這種輻射非常微弱、且不可檢測，并且，除了質量小于彗星的假想黑洞外，目前尚未被觀察到。

當談到如何描述黑洞時，科學家們将它隻歸結為兩個内容，即黑洞的質量和旋轉。僅是這兩個部分便能描述所有黑洞物體。 所以，看上去它是如此的簡單，然而，事實上要獲得黑洞的這兩個屬性，卻是異常艱難。相對而言，獲得黑洞的質量是相對更最容易的部分，我們可以通過研究那些像太陽這樣的普通恒星繞行的小黑洞，然後使用光學望遠鏡測量這顆類太陽恒星的速度，以及完全繞黑洞運行所需的時間，從而得出黑洞的質量，這也是天文科學家們多年來測量普通二元系統，以及行星系統中恒星質量的方法。然而，想要測量黑洞的旋轉真的很難，黑洞的重力剝離了那顆恒星的氣體，氣體朝着黑洞落下，形成一個“旋轉盤”狀的軌道物質。并且，由于非常靠近黑洞，這種氣體會在巨大的重力作用下被加熱到數百萬度，并在X射線中發出明亮的光芒。

最終，一旦這些熱氣體落入距離黑洞死點25公裡的事件視界，便注定會永遠消失。但是，當遠離這個可怕的事件視界，達到了一個點，那裡的重力變得如此巨大，以至于超熱氣體不能再将自己保持在黑洞周圍的穩定軌道上。此時，磁盤突然結束，軌道中的氣體也随之突然向内傾斜，在不到千分之一秒的時間内到達事件視界，這會在磁盤中心留下一個大的暗孔，并向下延伸到事件視界。而這個暗洞的半徑僅，便取決于黑洞的質量和旋轉速度。對于一個根本不旋轉，并且達到16個太陽質量的黑洞而言，如M33 X-7，這個暗區域的半徑是75公裡，是事件視界半徑的3倍。簡而言之，黑洞旋轉越快，該半徑越小，對于相對論允許的最大旋轉的黑洞，半徑就等于事件視界的半徑。

首先，我們看不到黑洞内部，因為任何越過邊緣的東西都會永遠消失，所以它的名字來自于此。但通常情況下，在黑洞的附近，隻有小部分材料落入其中，而大部分材料隻是永久地旋轉。由于靠近黑洞的東西變得過熱，我們可以看到與錢德拉的X射線，在黑洞周圍的物質，永遠不會到達黑洞本身，除非它失去足夠的角動量。而這種情況的一種方式是通過流出，沒錯！黑洞不僅會吸入材料，還會将其吹掉。幾乎所有正在積聚物質的黑洞也在驅逐它，當然，這種情況發生在當物質仍然在黑洞本身之外時，衆所周知，一旦它在洞的半徑範圍内，那就什麼都不可能逃脫。

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