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宇宙中有很多 奇妙的天體，一般大家都會根據它們的名字進行想象。
那些 漂亮的星云，基本上都根據其在宇宙中 所呈現的模樣命名，比如玫瑰星云、鷹狀星云、蟹狀星云等。
宇宙中永不凋零的玫瑰星云NGC2244
那麼 黑洞是不是也如它的名字一般，是一個 黑暗的空洞呢？
其實并非如此，真實的黑洞就 像一個甜甜圈，它的中心確實為黑色，但周圍卻有著十分明亮的環狀結構。
黑洞看起來彷佛能吃下宇宙一切
黑洞到底是什麼？為什麼黑洞可以吞噬物質？X射線流是什麼？被其吞噬的物質都去哪里了？下來我們就來了解一下，為什麼 光都不能逃出黑洞， X射線流卻可以從中脫離？
在相關定義中，黑洞是指 時空曲率達到光都無法從視界逃脫的天體。
1916年，德國天文學家 卡爾·史瓦西對「視界」進行研究，他指出如果一個靜態球對稱星體的實際半徑 小于一個定值（9.8米），那麼周圍就會產生神奇的現象，也就是會出現一個「視界」。
德國天文學家卡爾·史瓦西
幾乎所有的物質進入這個界面， 都無法逃脫，就連有著宇宙第一速度的光都沒有辦法逃脫。這個天體被 美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒稱為「黑洞」。
之所以光無法逃脫，是因為黑洞有著 極強的引力，使得視界內的逃逸速度比光速大。
也正是由于黑洞將光吃掉，所以我們不僅肉眼無法觀測到，甚至此前利用望遠鏡也很難觀測到。
美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒
黑洞的形成
關于黑洞幾乎可以將一切宇宙中的物質吞噬的情況，事實上與其形成有很大關系。此前科學家對一顆恒星的一生進行研究，我們了解到 恒星最終都會走向滅亡。
當一顆大質量恒星將內部的物質都燃燒殆盡時，就有很大幾率發生 超新星爆發。
根據原恒星的質量，在超新星爆發中，其核心就會 留下一顆中子星，繼續發光發熱。但如果恒星質量更大一些，其核心就會留下一個黑洞。
哈勃衛星拍攝的超新星殘骸1E0102.2-7219（藍色）
根據愛因斯坦的相對論，當恒星向中心坍縮爆炸成黑洞時，其 核心就一直收縮，直到所有物質都成中子，此時的內部空間和時間也在 不斷壓縮中，使得核心被壓縮成一個 致密的星體。
此時的黑洞中心就是一個由 黎曼曲率張量出發構建的標量多項式在趨向中心發散的奇點，這個奇點由于原恒星的超大質量（比太陽質量大幾十甚至幾百倍），也產生了 巨大的引力，使得任何靠近它的物質都會被吸收進去。
吞噬恒星的黑洞
科學家如此命名黑洞，是因為黑洞的引力將大量的可見光都吸收進去，使得我們無法觀測到。但是在2019年，科學家模擬出口徑像地球一樣大的「 事件視界望遠鏡」，觀測到了一個位于 室女座的黑洞。
為什麼黑洞可以被觀測到？
這個黑洞位于一個被命名為 M87的巨橢圓星系中，它的質量大約是太陽的65億倍，距離地球5500萬光年。
科學家拍攝下人類觀測到的 首張黑洞照片，我們才得以看到原來黑洞并非是黑漆漆的一塊，它還是會發出光芒。
拍攝的首張黑洞照片
科學家之所以可以拍到這張照片，其實就是因為發現了黑洞將氣體聚攏在周圍的時候，由于黑洞引力帶來的加速度 導致一些輻射發射出來，這些輻射在黑洞的兩端被噴射出來，其中就包括 X射線流和γ射線等其他等離子體氣流。
黑洞噴射出射流
X射線流作為 光的一種類型，自然可以發出光亮，M87發射出來的射線流長達5000光年，所以才會被科學家觀測到。
但是按理說，光不是無法逃離黑洞嗎？那為何X射線流卻可以從黑洞中逃出來？
黑洞的吸積盤
我們從黑洞的照片中可以看到，它的中心確實是一團黑色的存在，但是在周圍卻有 明亮的一團，這一圈發光的存在就被稱為 黑洞的吸積盤。霍金證明每一個黑洞都 有一定溫度，黑洞的質量越大，其溫度就越低，反之亦然。
黑洞吸積盤的形成
由于高溫氣體輻射熱能的效率會影響吸積流的 幾何和動力學特性，從而產生輻射效率較高的薄盤和輻射效率較低的厚盤，也就是說黑洞的 質量越大，周圍的 吸積盤就越明顯。
黑洞強大的引力場會使得被吸引到吸積盤的 物質被壓縮，其中的熱度足夠使其激發出電磁輻射，并且大部分都處于光譜的X射線區域。
其實這些逃出來的X射線流并非從黑洞的中心發出，或許我們可以將其理解為還沒有被吞進黑洞的肚子就被吐出來了。
黑洞噴射X射線流
X射線流會促進黑洞迅速生長
這些被噴射出來的X射線流似乎不止會讓人類觀測到黑洞的存在，還在一定程度上可以 促進黑洞迅速生長。科學家通過智利拉斯坎帕納斯天文臺 大麥哲倫望遠鏡進行紅外觀測，發現一個距離地球130億光年的超大質量黑洞，經過證明這個黑洞是2015年發現的 噴射流的源頭。
大麥哲倫望遠鏡
隨后又有科學家通過NASA的錢德勒X射線天文望遠鏡，從一個距離地球127億光年的超大質量黑洞中探索到天體物理噴射流的現象，這是 人類第一次在X射線中觀測到最遙遠的 天體物理噴射流。
據了解，這個噴射流已經 持續了將近數十萬光年，它的噴射足夠為黑洞提供一定的供給，使得黑洞不斷生長。
錢德拉X射線天文臺目的是觀測天體的X射線輻射
事實上，按照此前的說法，黑洞會將所有靠近它的物質都一并吞下，但科學家通過模擬實驗后發現并非如此。
德國漢堡的粒子加速實驗室的科學家，對 黑洞吞噬恒星的過程進行模擬。
恒星在靠近黑洞后，會在很短的時間內被黑洞的引力拉扯，大量的恒星物質會在黑洞周圍延伸出一大片區域，但是進入黑洞中的恒星物質 只有1%，剩余的大部分物質都被擠壓成射線 從黑洞的兩極噴發射出。
所以才會出現大量的X射線逃出的情況，這也就是經常在黑洞上演的「 物質井噴」現象。
黑洞吸積形成射流
雖然我們將黑洞視為恒星的墳墓，但根據這個實驗，我們發現黑洞也并不會將恒星的所有物質吞噬，大量的物質還是會 被拋射出去，或許這些物質在未來還 有機會形成新的恒星。
當然也有一些恒星的命運會比較慘，一些小質量的恒星可能會被黑洞 直接撕碎成物質流，隨后被吞進黑洞的中心。在那里我們不知道它會發生什麼，它的結局就是一個未知數。
每個恒星進入黑洞命運皆不同
但是和宇宙中所有的星體一樣，恒星也會面臨消亡的一天。當黑洞周圍不再有可以吞噬的物質時，它就可能會 逐漸蒸發消失。
前面我們提到黑洞本身具有 一定溫度，當黑洞的質量越小時，它的溫度就會越高，蒸發也就越快。
黑洞開始蒸發之后，就會開始收縮，隨之粒子也會在其失去質量的時候， 增大逃逸速度。但是要觀測到黑洞的消失，其實并不簡單，要麼時間太長，要麼轉瞬即逝。
一顆大質量的黑洞和小質量的黑洞相遇
霍金通過計算后得出， 一個相當于太陽質量的黑洞，完全消失殆盡可能需要大約 1x10^66年。而如果是一顆 小質量行星大小的黑洞，那麼它的蒸發速度就會很快，只需要 1x10-21秒。
白洞
由于我們無法觀測到黑洞內部的情況，那些被黑洞中心吞噬進去的物質也不知去向，所以科學家就提出，或許在黑洞的另一面存在一個 白洞。
而這個白洞除了與黑洞一樣有一個封閉的邊界外，其余的就 與黑洞完全相反。
白洞是一個強引力源，其外部引力性質均與黑洞相同
黑洞吞噬，白洞釋放，于是那些被黑洞吞噬的物質就會從白洞這里重新回到宇宙中。在宇宙理論中還存在一種 蟲洞的說法，一些科學家認為黑洞和白洞 連接在一起就是蟲洞。
蟲洞是1916年由路德維希·弗萊姆首次提出的概念
但無論是蟲洞還是白洞，目前科學家還沒有觀測到相關的天體存在，所以尚且還 處于理論和猜想中，既然黑洞能夠得以觀察，那這兩種天體或許在未來也會被觀測到。
